JP4104796B2 - 駐車支援装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、駐車支援装置に係り、とくに理想経路および理想操舵角を演算し、これを用いて予め定められた駐車エリアに車両を移動させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車の駐車支援に関する技術およびその周辺技術としては、例えば以下のものが知られている。
【０００３】
（１）特開平１０−２６４８３９号公報では、自動駐車・理想経路を演算する方式が記載されている。この方式は、４ＷＳ方式の車両を対象とし、白線認識やレーザーによる障害物検知などの方法を用いて自車両の駐車位置に対する位置を相対的に求め、これにより駐車経路を演算するものである。この駐車経路の演算は車両の最小回転半径を考慮としたものである。ここで演算された目標駐車経路との位置誤差を検出することで、前輪と後輪の操舵制御が行われるようになっている。
【０００４】
（２）特開平４−３０３００号公報では、距離センサを用いて車両の駐車できるスペースを認識し、そこに到達するまでの経路を演算する方式が記載されている。
【０００５】
（３）特開平７−２２５８９９号公報では、誘導経路を車両に与える技術として大型のパーキングでの誘導方式が記載されている。この方式は、車両ごとにガイド情報を備えた案内表示用の機械を貸し出し、車両位置に応じたガイダンスを行うものである。
【０００６】
（４）特開平３−１２６２００号公報では、車両と駐車管理の通信に関する技術として、車両固有の識別信号を送信する送信機により車両の管理を行う方式が記載されている。
【０００７】
（５）特開平７−２５４１００号公報では、車両の存在有無を駐車管理システムが把握する技術として、駐車場のスペースに車両を検知する検出装置を設け、この検出装置により車両の有無情報を得る方式が記載されている。
【０００８】
（６）特開平９−２０４５９７号公報では、絶対位置を把握する技術として、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）およびジャイロスコープを用いた方式が記載されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来例（１）〜（６）では以下の問題がある。
【００１０】
従来例（１）の場合は、位置検出にＣＣＤカメラなどを使用するため、暗闇や荒天時あるいは積雪等では相対位置を認識することができない。また、最小回転半径のみを考慮しているため、運転者へ指示することを考えると、運転者の負担が大きくなると考えられる。さらに、操舵制御は、４ＷＳ方式の車両を対象としているため、通常の２ＷＳ方式の車両には適用できない。
【００１１】
従来例（２）の場合は、方式の具体性に欠け、実用化が困難である。
【００１２】
従来例（３）の場合は、駐車案内装置の受け渡しといった物理的な動作が必要である。
【００１３】
従来例（４）の場合は、車両側からの一方的な情報の送信のみを行っている。
【００１４】
従来例（５）の場合は、車両の存在有無を他の検出器に頼らざるを得ないときがある。
【００１５】
従来例（６）の場合は、ＧＰＳの信号とジャイロスコープとにより絶対位置のみが演算されているが、駐車を行うような精度の高い位置同定を行うことができない。また、駐車を行うにあたり車両の姿勢角を求める手段を講じていない。
【００１６】
この発明は、このような従来の問題を考慮になされたもので、周囲の環境に左右されず自車両の絶対位置および姿勢角を把握し、これにより駐車エリアに入庫させる車両運転者の負担を極力少なくすることを第１の目的とする。
【００１７】
この発明は、周囲の環境に左右されず車両の絶対位置および姿勢角を把握し、これにより自動駐車を行うことを第２の目的とする。
【００１８】
この発明は、駐車管理側と車両側との双方向通信を可能にし、それぞれの情報のやり取りを可能にすることを第３の目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を解決するために、この発明に係る駐車支援装置は、第１の側面として、車両の仕様・諸元に関するデータを保持するデータ保持手段と、車両の停止する位置・姿勢および周囲の状況に関するデータを把握するデータ把握手段と、車両の絶対位置および絶対姿勢角に関するデータを同定する位置姿勢同定手段と、これで同定された車両の絶対位置および絶対姿勢角に関するデータ等を用いて車両が停止すべき場所への理想経路および理想操舵角を演算するデータ演算手段と、少なくともここで演算されたデータを前記車両の駐車支援データとして利用するデータ利用手段とを備えている。
【００２０】
この構成によれば、目標停止位置、すなわち駐車すべきエリアのスペースの大きさや障害物などの情報と車両の位置姿勢の情報に基づいて目標停止位置までの理想経路および理想操舵角を演算し、これを駐車支援で利用することが可能である。
【００２１】
データ利用手段は、データ演算手段により演算された理想経路および理想操舵角に関するデータおよび位置同定手段により同定された車両の絶対位置および絶対姿勢角に関するデータに基づいて車両に搭載された操舵・駆動系を制御する手段を備えることが可能である。この構成によれば、目標停止位置、すなわち駐車すべきエリアのスペースの大きさや障害物などの情報と車両の位置姿勢の情報に基づいて目標停止位置までの理想経路および理想操舵角を演算し、この理想経路および理想操舵角に基づいて車両の位置制御、速度制御等を行うため、自動車の自動駐車が実現できる。
【００２２】
この場合、データ把握手段は、予め車両の停止する位置、姿勢および周囲の状況に関するデータを利用可能に入力する手段を備えることも可能であり、これにより車両が停止する位置、姿勢および周囲の状況を把握可能となる。例えば、自宅の駐車場や、あるいは固定の駐車エリアなどの停止位置が固定で周囲の壁や柱などが既知の場合には、このデータを予め入力しておけば、目標停止位置すなわち駐車すべきエリアのスペースの大きさや障害物などの情報を既知データとして利用できる。
【００２３】
データ利用手段は、データ演算手段により演算された理想経路および理想操舵角に関するデータおよび位置同定手段により同定された車両の絶対位置および絶対姿勢角に関するデータを運転者に指示する手段、例えば音声および画像の少なくとも一方で提示する手段を備えることが可能である。この構成によれば、目標停止位置すなわち駐車すべきエリアのスペースの大きさや障害物等の情報と、車両の位置姿勢とに基づいて目標停止位置までの理想経路および理想操舵角を演算し、この理想経路及び理想操舵角を含む情報を音声や画像などで運転者に指示することで運転に不慣れな者でも最小の動作で駐車エリアへ入庫できるように自動車の駐車支援が可能となる。
【００２４】
データ把握手段は、データ入力手段のほか、ここで入力されたデータを音声および画像の少なくとも一方で運転者に提示する手段を備えることも可能である。例えば、自宅の駐車場や、固定の駐車エリアなど停止位置が固定でその周囲の壁や柱等が既知である場合にそのデータを予め入力しておけば、目標停止位置すなわち駐車すべきエリアのスペースの大きさや障害物などを既知とし、その情報を運転者に画像や音声で提示を行う。
【００２５】
データ把握手段は、駐車場を管理する手段と、駐車場を管理する手段が、駐車場における車両の停止する位置・姿勢および周囲の状況のデータを送信する手段と、車両が停止する位置・姿勢および周囲の状況のデータを受信する手段とを備えることも可能である。この構成により、大規模な駐車場などで停止位置を駐車管理側から指定された場合、車両の目標停止位置や駐車すべきエリアのスペースの大きさや障害物などを車両側で認識可能となる。
【００２６】
データ把握手段は、駐車場を管理する手段と、駐車場を管理する手段が駐車場における車両の停止する位置・姿勢および周囲の状況のデータを送信する手段と、車両が停止する位置、姿勢および周囲の状況のデータを受信する手段と、車両が停止する位置、姿勢および周囲の状況のデータを運転者に指示するための音声、画像を提示する手段とを備えることも可能である。この構成により、大規模な駐車場や物流システムなどで停止位置を駐車管理側から指定された場合、車両の目標停止位置、駐車すべきエリアのスペースの大きさや、障害物などを車両側が非接触で知ることができ、運転者に情報を画像や音声で提示可能となる。
【００２７】
この発明に係る駐車支援装置は、第２の側面として、駐車場を管理するシステムと、この駐車場管理システムと車両とが双方向に通信を行えるデータ通信手段と、車両の仕様・諸元を保持する手段と、車両の停止する位置、姿勢および周囲の状況を把握する手段と、車両の絶対位置および絶対姿勢角を同定するデータ同定手段と、データ同定手段により同定された車両の絶対位置および絶対姿勢角を用いてデータ把握手段により把握された車両が停止すべき場所への理想経路および理想操舵角を演算するデータ演算手段と、このデータ演算手段により演算されたデータを駐車支援データとして利用するデータ手段手段とを備えている。
【００２８】
データ利用手段は、理想経路および理想操舵角および車両の絶対位置および絶対姿勢角に基づいて車両の操舵・駆動装置を制御し、これにより車両を自動走行させる手段を備えることも可能である。
【００２９】
データ利用手段は、車両の絶対位置および絶対姿勢角を運転者に提示するための音声・画像を提示する手段を備えることも可能である。
【００３０】
データ通信手段は、駐車管理システムが駐車場における車両の停止する位置、姿勢、車両の停止する位置までの誘導経路および周囲の状況に関するデータを送信する手段と、車両が停止する位置・姿勢および周囲の状況に関するデータを受信する手段と、車両が現在位置及び姿勢角、あるいは停止などの車両の挙動を駐車管理システムに送信する手段と、駐車管理システムが現在位置および姿勢角、あるいは車両の挙動を受信する手段とを備えることも可能である。このデータ通信手段によれば、駐車場管理システムから車両側に駐車エリアの場所、駐車エリアの大きさやその周囲に車が停車しているかどうか、または大規模な駐車場の場合にはその駐車エリアまでの誘導経路などの情報を送信する一方、車両側から駐車場管理システムに現在位置や姿勢角、駐車完了情報や出庫情報などの挙動に関する情報を送信する。
【００３１】
位置同定手段は、例えばＤ−ＧＰＳによる絶対位置信号を得る手段と、加速度センサ、ジャイロスコープから相対情報を得る手段と、絶対位置を記憶した非接触のＩＣネイルから情報を得る手段と、ホイールセンサから車速を得る手段と、ステアリング角情報を得る手段とを備えることも可能である。この位置同定手段によれば、Ｄ−ＧＰＳの位置信号を加速度センサ、ジャイロスコープで補正し、また姿勢角をジャイロスコープを用いて演算する一方、低速時はジャイロスコープだけではなく、車速センサ、ステアリング角情報を用いて位置および姿勢角を同定可能となる。また、ＧＰＳの信号が届かないような屋内の駐車場の場合は、絶対位置情報をもつＩＣネイルからの情報を用いて同定を行う。
【００３２】
データ演算手段は、入庫する駐車エリア近傍で自車両を停止させる手段と、停止可能領域を演算する手段と、停止可能領域に到達するまでの経路を演算する手段と、停止可能領域から駐車エリアへ到達するまでの経路を演算する手段と、停止可能領域まで到達できない場合の経路を演算する手段と、駐車エリア近傍で詳細かつ微小距離の経路を演算する手段とを備えることも可能である。
【００３３】
このデータ演算手段によれば、入庫すべき駐車エリア近傍で車両を停止させたのち、この車両の姿勢角がどのような角度であったとしても、角度に対応する停止可能領域を選択し、それに基づいて駐車エリアに入庫させるための経路を円弧経路および直線経路の複合で求めることができる。円弧経路の演算により、理想操舵角は一義的に求めることができる。
【００３４】
この発明では、上記構成のいずれかに車両の走行する経路における障害物を検知する手段をさらに備えることが可能である。
【００３５】
この発明の第１の側面では、車両の絶対位置および姿勢角を得ることで駐車エリアへの経路を演算し、これを駐車支援データとして利用するため、例えば自動駐車の場合はこれらのデータを用いて目標位置制御およびステアリング指令等の操舵・駆動制御を行う一方、手動駐車の場合はこれらのデータ運転者に認知可能に提示でき、これにより自動駐車あるいは初心者や運転に不慣れなものでも駐車を容易に行うことが可能となる。
【００３６】
この発明の第２の側面では、車両および駐車管理システムとの双方向通信を行うことで、駐車管理側が車両の個別データを取得できるだけでなく、車両側が駐車場の空きスペース又はその大きさや、そこへ到達するまでの誘導経路などの駐車場の情報を得ることができる。ここでの誘導経路には、交差点の位置および進行方向が含まれる。これにより、車両の速度および位置に応じたガイダンスを運転者に対して行うことができる。また、自動走行による駐車も可能となる。さらに、車両および駐車管理システムとの双方向通信を行うことで自車両の位置姿勢を駐車管理側に一定のサンプル時間で送信でき、これにより他の検出装置を用いることなく、車両が最終的に停止した場所の情報を取得でき、駐車場を効率よく管理できる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る駐車支援装置の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００３９】
（第１の実施の形態）
図１〜図２２は、この発明の第１の実施の形態に係る駐車支援装置を説明するものである。
【００４０】
図１に示す駐車支援装置は、車両１００を予め定められた駐車エリアに移動および駐車させる際にその駐車支援を行うもので、車両の仕様・諸元を保持する記憶装置１０、目標停止位置指示装置２０、および絶対位置・姿勢角演算装置３０と、これらの各装置１０、２０、３０に接続される理想経路演算装置４０と、この理想経路演算装置４０に接続される操舵・駆動制御装置５０と、この制御装置５０に接続される複数の障害物検知センサー６０…６０とを備えている。各装置１０〜５０の少なくとも一部は、例えば１台又は数台のラップトップ型、ノート型等のＰＣ（パーソナル・コンピュータ）あるいはＣＰＵ，ＤＳＰ等の演算チップを搭載した演算ボードに搭載され、或いは既存のナビゲーション・システム内に一体に組み込まれている。特に、数台のＰＣを用いる場合は、例えば車両内ネットワークを介して相互にデータ通信可能に構成することも可能である。
【００４１】
車両の仕様・諸元を保持する記憶装置１０は、本発明のデータ保持手段を成すもので、ＲＯＭ等のメモリ、磁気ディスク等の記憶媒体で構成され、車両の全長、全幅などのサイズや最小回転半径などの仕様・諸元に関するデータを保持し、このデータを理想経路演算装置４０に供給する。この記憶装置１０に保持されるデータの設定例を図２に示す。この図２において、車両の仕様・諸元に関するデータとして、車幅、軸間距離、前後のトレッドからのオーバーハング、回転半径とステアリング角の相関等の情報が設定されている。
【００４２】
目標停止位置指示装置２０は、本発明のデータ把握手段を成すもので、車両１００が停止すべき目標停止位置、姿勢および周囲の状況に関するデータを把握して保持し、このデータを理想経路演算装置４０に供給する。このうち、周囲の状況に関するデータとしては、図３および図４に示すように停止すべき駐車エリア２００の大きさやその駐車エリア２００周辺で駐車のために使用できるスペース２０１がどれくらいか、駐車場の柱２０２を含む既知の障害物が存在するか否か、他車両の有無等のデータが含まれる。このデータの設定例を図５に示す。この図５において、駐車場に関するデータとして、駐車すべきエリアの幅とその奥行きのサイズ、駐車場手前の道幅、駐車すべきエリアの四角の座標Ａ１〜Ａ４等が設定されている。
【００４３】
絶対位置・姿勢角演算装置３０は、本発明の位置同定手段を構成するもので、車両１００の「絶対位置］および「絶対姿勢角」に関するデータを同定し、このデータを理想経路演算装置４０に供給する。
【００４４】
この場合、「絶対位置」とは、例えば駐車エリアに対する相対位置ではなく、予め設定された原点を持つ座標値、例えば図５に示すように駐車場のある点を原点とする座標系やＧＰＳなどで用いられる地球座標系のものを意味する。また、「絶対姿勢角」とは、例えば上述で定義された絶対位置座標系の座標軸（ＸＹ軸）に対する角度（車体姿勢角）であり、例えばＸ軸を基準に左右（プラス・マイナス）１８０度（πラジアン）の角度で表わすことができる。この絶対位置座標系において、車両１００の基準位置は、この実施の形態では便宜上、後輪車軸の車幅方向の中心位置に設定されるが、この発明ではこれに限定されるものではなく、いずれの位置にあっても構わない。
【００４５】
理想経路演算装置４０は、本発明のデータ演算手段を構成するもので、記憶装置１０による保持データ（図２参照）、目標停止位置指示装置２０による目標停止位置等の保持データ（図３〜図５参照）、および絶対位置・姿勢角演算装置３０による車両の絶対位置・姿勢角の演算データに基づいて車両１００をその現在位置から駐車エリアに停止させるための理想経路および理想操舵角に関するデータを演算し、このデータを操舵・駆動制御装置５０に供給する。理想経路に関するデータは、例えば図６に示すように切り返し位置の座標、そこへ至るまでの指示操舵角、および回転半径等の情報を含む。
【００４６】
操舵・駆動制御装置５０は、本発明のデータ利用手段の内の制御手段を構成するもので、絶対位置・姿勢角演算装置３０によるデータ、理想経路演算装置４０による切り返し座標、指示操舵角等のデータに基づいて車両１００が理想経路に沿って理想操舵角で自動走行するように車両１００に搭載された操舵装置１０１および駆動装置１０２に対して位置、速度、および操舵角を制御し、これにより車両１００の自動操舵・駆動を行う。
【００４７】
障害物検知センサ６０は、例えば超音波センサ等で構成され、図１に示すように車両１００の車体前後の適宜位置に複数個設置され、これにより車両１００の車体近辺に駐車場の壁等を含む物体（障害物）が存在するか否かを検出し、その検出信号を操舵・駆動制御装置５０に送る。これにより、例えば障害物検知センサ６０で障害物が検出された場合、操舵・駆動制御装置５０にて即座に車両１００を停止させるようになっている。
【００４８】
ここで、絶対位置・姿勢角演算装置３０の構成及び動作例を図７〜図１０に基づいて説明する。
【００４９】
図７は、絶対位置・姿勢角演算装置３０の全体構成を説明するものである。この図７において、この絶対位置・姿勢角演算装置３０は、車両１００に搭載されるセンサ３１と、このセンサ３１からの計測信号に基づいて絶対位置および絶対姿勢角を演算する絶対位置・姿勢角演算部３２とを備えている。
【００５０】
センサ３１は、例えば図７に示すようにＧＰＳシステム３３、車体の加速度や角速度を得る加速度センサ／ジャイロスコープ３４、ＩＣネイル（ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ：無線電波識別）の機能を有する無線タグ等）システム３５、車体のタイヤ四輪に取り付けられた車速センサ（エンコーダ等）３６、ハンドルの回転角度を検出するステアリングセンサ３７、及びギヤからのドライブ信号やリバース信号を検出するギヤセンサ３８等で構成されている。
【００５１】
この内、ＧＰＳシステム３３は、ＧＰＳ衛星からの位置信号を受信する受信機３３ａと、Ｄ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）−ＧＰＳ基地局からのディファレンシャル信号、すなわちＤ−ＧＰＳ基地局の絶対位置座標とこの位置で受信された衛星からのＧＰＳ位置信号との間における位置誤差信号を受信する受信機３３ｂと、この両受信機３３ａ、３３ｂからの各信号を入力し、これによりＧＰＳ位置信号をディファレンシャル信号で補正して所定精度の絶対位置信号を得るＤ−ＧＰＳ受信機３３ｃとを備えている。
【００５２】
また、ＩＣネイルシステム３５は、地上の路面等に予め埋め込まれ、その埋め込み位置の絶対位置座標のデータを記憶するＩＣネイル３５ａと、このＩＣネイル３５ａのデータを車両１００側で無線アンテナを介して受信するＩＣネイル受信機３５ｂとを備え、車両１００がＩＣネイル３５ａの埋め込み位置を通過する際にＩＣネイル３５ａのデータをＩＣネイル受信機３５ｂで受信することで絶対位置座標のデータを得るようになっている。なお、このＩＣネイルシステム３５は、ＧＰＳによる位置情報がある程度得られる場合には省略可能である。
【００５３】
図８は、絶対位置・姿勢角演算部３２の構成例を説明するものである。この図８において、絶対位置・姿勢角演算部３２は、例えばＰＣ等に一体に搭載されるもので、センサ３１を成す各装置３３〜３８にて計測された位置（緯度、経度）、速度（緯度方向、経度方向）、姿勢角（車体角度）に関する複数の計測信号を例えばタイムシェアリング処理にて一定のサンプリングタイムで取り込むＲＳ２３２Ｃ等のインターフェースを有する複数のデータ入力部７０…７０と、この出力側にオフセット演算部７１、速度モード判断部７２、カルマンフィルタ７３、およびデータ出力部７４とを備えている。
【００５４】
この構成により、絶対位置・姿勢角演算部３２では、絶対位置情報に関してはＧＰＳシステム３３および／又はＩＣネイルシステム３５からの位置データ（緯度：Ｌａｔｉｔｕｄｅ、経度：Ｌｏｎｇｉｔｕｄｅ、高さ：Ｈｅｉｇｈｔ）を用いてカルマンフィルタ７３で推定演算する一方、姿勢角情報に関しては「初期状態」ではＧＰＳシステム３３からの位置データを用いて進行方向から車両の絶対姿勢角を演算し、その後の「通常状態」ではジャイロスコープ３４からの角速度データ（ヨー方向の角速度ω）を用いて車体角度を演算し、ここで得られた絶対位置（緯度、経度）および姿勢角（絶対姿勢角、車体角度）の情報をデータ出力部７４を介して理想経路演算装置４０に出力する。
【００５５】
なお、絶対位置情報は、ここではＧＰＳ信号に対応する位置座標又はその他変換可能な座標情報を意味し、通常、Ｄ−ＧＰＳ受信機３３ｃを用いたＧＰＳシステム３３から得るが、ＧＰＳ信号の補正が必要な場合や屋内等のＧＰＳ信号の届かない場所の場合にはＩＣネイルシステム３５を使用することも可能である。
【００５６】
上述した絶対位置・姿勢角演算部３２のうち、速度モード判断部７２は、車速センサ３６からの車速（Ｓｐｅｅｄ）、ステアリングセンサ３７からのハンドル回転角度（ＨａｎｄｌｅＡｎｇｌｅ）、ギヤセンサ３８からのギヤ・ドライブ信号およびリバース信号に基づいて車両の速度モード及びその遷移状態を判断し、その結果をカルマンフィルタ７３に指示する。例えば、低速時にはすべりなどの誤差がないと見なし、車速センサ３６からの車速値を用いて速度モードの切り替えを実行する一方、ステアリングセンサ３７からのハンドル回転角度によりハンドル角固定の状態が保持されているか否かの判断を行う。
【００５７】
この速度モード判断部７２の処理例を図９に基づいて説明する。ここで、判断すべき速度モードとしては、「停止モード（ＳＴＯＰ）」、「前進モード（ＦＯＲＷＡＲＤ＿ＩＮＩＴ）」、「後退モード（ＢＡＣＫＷＡＲＤ＿ＩＮＩＴ）」、「移動モード（ＭＯＶＥ）」、「車体姿勢角更新モード（ＵＰＤＡＴＥ＿ＡＮＧＬＥ）」が予め設定されている。
【００５８】
まず、システム起動に際し、速度モード判断部７２は、ステップＳＴ１にて「停止モードおよび車体動作？」の条件が成立しているか否かを判断し、ＹＥＳ（条件成立）の場合にステップＳＴ２に移行し、ＮＯ（条件不成立）の場合にステップＳＴ３に移行し、それぞれで各処理を実行する。すなわち、ステップＳ２にて「前進？」か否かを判断し、ＹＥＳ（前進である）の場合はステップＳＴ４にて「前進モード」、ＮＯ（前進でない）の場合は「後退モード」、また上述のステップＳＴ３にて「停止モード」と判定し、その結果をカルマンフィルタ７３に指示する。
【００５９】
これにより、「停止モード」と判断された場合、車両１００が動いていない状態であるため、オフセット演算部７１にてジャイロスコープ３４における角速度のオフセット演算が行われる一方、Ｄ−ＧＰＳ信号の誤差がカルマンフィルタ７３に除去される。
【００６０】
また、「前進モード」又は「後退モード」と判断された場合、車両１００の走り始めの状態（初期状態）では、車両１００の姿勢角（どちらの方向に走っているか）は、ＧＰＳの位置信号を用いてカルマンフィルタ７３にて演算される。
【００６１】
この初期状態での姿勢角θは、図１０に示すように車両１００がＰ０（Ｘ０、Ｙ０）からＰ１（Ｘ１、Ｙ１）に移動したとすると、絶対位置座標軸（Ｘ軸）に対して、次の演算式で求められる。
【００６２】
【数１】
【００６３】
次いで、上述のステップＳＴ３〜ＳＴ５の処理後にステップＳＴ６に移行し、ここで「前進モードおよび前進？」の条件が成立しているか否かを判断し、ＹＥＳ（条件成立）の場合はステップＳＴ７にて「前進モード」と判定してステップＳＴ８に移行し、ＮＯ（条件不成立）の場合はそのままステップＳＴ８に移行する。そして、ステップＳＴ８にて「前進モードおよびその状態保持の一定時間経過？」の条件が成立しているか否かを判断し、ＹＥＳ（条件成立）の場合はステップＳＴ９にて「移動モード」と判定してステップＳＴ１０に移行し、ＮＯ（条件不成立）の場合はそのままステップＳＴ１０に移行する。
【００６４】
このように「前進モード」あるいは「後退モード」の状態がある一定時間継続した場合、方向が確定したと判断し、すなわち「移動モード」と判定し、その後の車両の姿勢角θｉは、ジャイロスコープ３４からのヨー方向の角速度ωおよびその検出刻み時間ｄｔを用いて、次の演算式で求められる。
【００６５】
【数２】
【００６６】
そして、ステップＳＴ１０にて「移動モード、その状態保持の一定時間経過？、およびハンドル固定？」の条件が成立しているか否かを判断し、ＹＥＳ（条件成立）の場合はステップＳＴ１１にて「車体姿勢角更新モード」と判定してステップＳＴ１２に移行し、ＮＯ（条件不成立）の場合はそのままステップＳＴ１２に移行する。
【００６７】
このように「移動モード」の状態から、ある程度の速度でハンドル角固定の状態が継続された場合、「姿勢角更新モード」と判定され、車体姿勢角が更新される。この場合の更新式は、上述の［数１］式と同様である。
【００６８】
そして、ステップＳＴ１２にて「移動モードおよびその状態保持の一定時間経過？、又はハンドル固定？」の条件が成立しているか否かを判断し、ＹＥＳおよびＮＯのいずれの場合、例えば速度が低くなったり、ハンドル角が変化した場合、ステップＳＴ１３にて「移動モード」と判定される。
【００６９】
ここで、上述のように速度モードの判断結果を受けたときのカルマンフィルタ７３の動作例を説明する。
【００７０】
まず、カルマンフィルタ７３の推定状態量として、「緯度（ｄＰｏｓＮｏｒｔｈ）」、「緯度方向の速度（ｄＶｅｌＮｏｒｔｈ）」、「経度（ｄＰｏｓＥａｓｔ）」、「経度方向の（ｄＶｅｌＥａｓｔ）」、「車速（ｄＶｅｌｏｃｉｔｙ）」、「車体角度（ｄＶｅｈｉｃｌｅＡｎｇｌｅ）」、「角速度（ｄＯｍｅｇａＺ）」を用い、以下の状態方程式を構築する。
【００７１】
【数３】
【００７２】
また、次式により状態量が推定される。
【００７３】
【数４】
【００７４】
カルマンゲインＫ［ｋ］は、通常、次式により更新される。
【００７５】
【数５】
【００７６】
ただし、この動作例では、センサ３１および速度モードの各入力値により、センサ３１からの計測値の使用不使用を決定するマトリクスＳ［ｋ］を使用し、次式のようにカルマンゲインＫ［ｋ］を更新する。
【００７７】
【数６】
Ｐ［ｋ］は推定誤差共分散行列であり、次式で更新される。
【００７８】
【数７】
【００７９】
これらの状態量は、上述の速度モード、すなわち「停止モード」、「前進モード」、「後退モード」、「移動モード」、および「車体姿勢角更新モード」によって、例えば以下のように用いる。
【００８０】
（１）「停止モード」の場合は、システム起動時に速度のないとき、角度を演算できないため、次式のＺ［ｋ］で示すように角度の入力を０とする。
【００８１】
【数８】
【００８２】
（２）「前進モード」の場合は、進んだ方向が車体の姿勢角となるため、以下の演算により角度をカルマンフィルタ７３の入力とする。
【００８３】
【数９】
ただし、演算周期のタイミングによりＧＰＳの信号が取得できない時は、角度の入力をカルマンフィルタ７３で使用しないようにするため、センサ３１からの計測値の使用不使用を決定するマトリクスＳ［ｋ］を次式のようにＳ［ｋ］（４，４）＝０とする。
【００８４】
【数１０】
（３）「後退モード」の場合は、後ろ向きに車両が移動するため、車体の姿勢角は以下の演算により求める。
【００８５】
【数１１】
ただし、演算周期のタイミングによりＧＰＳの信号が取得できない時は、角度の入力をカルマンフィルタ７３で使用しないようにするため、センサ３１からの計測値の使用不使用を決定するマトリクスＳ［ｋ］を次式のようにＳ［ｋ］（４，４）＝０とする。
【００８６】
【数１２】
【００８７】
（４）「移動モード」の場合は、様々な方向に車体が向いている可能性のあるモードであるため、カルマンフィルタ７３の入力として姿勢角を０とし、このモードの間は主に角速度（ｄＯｍｅｇａＺ）で角度の補正を行う。
【００８８】
【数１３】
【００８９】
（５）「車体姿勢角更新モード」の場合は、進んだ方向が車体の姿勢角となるため、以下の演算により角度をフィルタの入力とする。
【００９０】
【数１４】
ただし、演算周期のタイミングによりＧＰＳの信号が取得できない時は、角度の入力をカルマンフィルタ７３で使用しないようにするため、センサ３１からの計測値の使用不使用を決定するマトリクスＳ［ｋ］を次式のようにＳ［ｋ］（４，４）＝０とする。
【００９１】
【数１５】
【００９２】
次に、理想経路演算装置４０の処理例を図１１〜図２０に基づいて説明する。
【００９３】
図１１は、理想経路演算装置４０の処理例を示すフォローチャートであり、図１２〜図２０はその径路演算の具体例を説明する概要図である。なお、以下の説明では、円弧動作の演算が便利等の理由により、便宜上、車両１００の後輪車軸中心を車体座標と仮定するものとする。
【００９４】
まず、理想経路演算装置４０による演算処理の開始に際し、図１１に示すステップＳＴ２１にて絶対位置・姿勢角演算装置３０からの入庫すべき駐車エリア近傍で停止した時の車体座標および車体姿勢角のデータを用いて現在の停止位置から駐車エリアで規定される入庫完了中心位置に到達できるか否かを判断する。
【００９５】
この判断でＹＥＳ（駐車エリアに到達できる）の場合、ステップＳＴ２２に移行し、これにより現在位置から駐車エリアまでの経路及び操舵角を演算し、これにより理想径路・操舵角演算処理を終了する。このように駐車エリアに到達できる場合の一例を図１２〜図１４に示す。
【００９６】
例えば、図１２に示すように駐車エリア２００の手前側道路２０１内で後退動作で微調整により駐車エリア２００に到達可能な位置に車両１００がある場合、前述のステップＳＴ２１でＹＥＳと判断され、ステップＳＴ２２にて理想径路および操舵角が演算される。
【００９７】
この場合、例えば図１３に示すように円弧と直線を組み合わせて径路および操舵角が演算可能となる。このように円弧と直線を組み合わせて経路を演算する方法は、例えば図１４に示すように車両１００が入庫完了中心線から外れている場合でも適用できる。いずれの場合でも、微調整により車両１００を駐車エリア２００に対して垂直、平行、適切な左右の隙間の条件で入庫可能である。
【００９８】
一方、上述のステップＳＴ２１の判断でＮＯ（駐車エリアに到達できない）の場合、ステップＳＴ２３に移行し、この処理で目標停止位置・指示装置２０からの入庫すべき駐車エリアの大きさ・形等のデータや、記憶装置１０からの自車両の大きさおよび車両の通行する通路の大きさ等のデータを用いて「停止可能領域」を演算する。この「停止可能領域」は、ステアリングを固定したまま、駐車エリアの中心付近かつ車体姿勢角を駐車エリアに平行に移動可能な領域を意味し、駐車エリア前の道幅や駐車エリアの大きさで異なる。このように駐車エリアに到達できず、停止可能領域を演算する場合の一例を図１５〜図１７に示す。
【００９９】
例えば、図１５に示す駐車エリア２００の入庫中心線（Ｙ軸）に直交する手前側道路２０１内に車両１００が停止した場合、一回の動作では入庫できないため、ステップＳＴ２１にてＮＯと判断され、ステップＳＴ２３にて停止可能領域が演算される。
【０１００】
この場合、例えば図１６に示すように車両１００の通行する通路２０１に対して駐車エリア２００が垂直に位置する場合、停止可能領域は、通路２０１の反対側の壁に衝突せずに又は駐車エリア２００の入り口コーナー部分に衝突せずに車両１００をハンドル固定で入庫完了中心線に移動可能な範囲の条件を満たすように演算される。この場合の駐車エリア２００に対する車両１００の車体角度、即ち目標車体姿勢角は、例えば１度ごとに演算可能である。この停止可能領域の演算は、例えば図１７に示すように車両１００の通路２０１に対して駐車エリア２００が平行に位置する場合も適用できる。
【０１０１】
そして、ステップＳＴ２４にて現在停止位置での車体座標および車体姿勢角から到達可能な「停止可能領域」があるか否かを判断し、この判断でＹＥＳ（停止可能領域あり）の場合は、ステップＳＴ２５にて適切な停止可能領域を選択し、ステップＳＴ２７にてその選択された適切な停止可能領域までの経路及び操舵角を演算する。この演算例を図１８、図１９に基づいて説明する。
【０１０２】
図１８は、車両１００が現在停止している位置から停止可能領域の１つに到達するまでの経路を説明するものである。この場合、前述の図１４と同様に円弧＋直線の組み合わせ、或いは円弧のみで経路演算が可能となる。ここで、円弧動作はハンドル固定時の車両の動作であるため、円弧の回転半径は、ハンドル角指令や自動駐車の場合はステアリング角指令などに変換される。この一例を図１９および図２０に示す。
【０１０３】
例えば、図１９に示すように後輪車軸中心を通る側で回転半径Ｒを規定すると、車両１００のホイールベースＷｈｅｅｌｂａｓｅとステアリング角αの関係は、次式で表すことができる。
【０１０４】
【数１６】
【０１０５】
また、図２０に示すように前輪車軸中心を通る側で回転半径Ｒを定義すれば、次式となる。
【０１０６】
【数１７】
【０１０７】
また、ステアリング角αとハンドル角τの関係は車両固有の定数Ｋを用いて次式のように変換可能である。
【０１０８】
【数１８】
【０１０９】
このようにして、車両１００がどの位置で停止しても駐車エリア２００の理想の位置へ到達するための経路を演算することができる。なお、回転半径の設定は、演算の容易性等を考慮して定義する。
【０１１０】
上述のステップＳＴ２７の処理で停止可能領域までの径路演算が終了すると、ステップＳＴ２８にてその停止可能領域から駐車エリアまでの経路および操舵角を演算し、これにより理想経路・操舵角演算処理を終了する。
【０１１１】
一方、上述のステップＳＴ２４の判断でＮＯ（停止可能領域なし）の場合は、ステップＳＴ２６にて最小回転半径で駐車エリア内の入庫できるような目標座標を演算し、ステップＳＴ２７にて目標座標に到達できる場合にその経路および操舵角を演算し、ステップＳＴ２８にてその目標座標から駐車エリアまでの経路および操舵角を演算し、これにより理想経路・操舵角演算処理を終了する。
【０１１２】
ここで、上述の理想経路演算における停止可能領域の演算例を図２１および図２２に基づいて説明する。
【０１１３】
ここでの理想経路演算では、記憶装置１０からの駐車場に関するデータとして、前述の図２に示すように駐車するべきエリアの幅および奥行きのサイズ、駐車場のまえの道幅、駐車するべきエリアの４角の座標等を、また目標停止位置指示装置２０からの車両に関するデータとして、前述の図５に示すように車幅、軸間距離、前後のトレッドからのオーバーハング、回転半径とステアリング角の相関データ等を使用する。
【０１１４】
図２１（ａ）〜（ｃ）および図２２は、停止可能領域の演算で使用するデータ（変数）例を示す。以下の演算では、ここで定義される変数を用いることにする。
【０１１５】
まず、駐車エリア２００の中心線に対する車体角度ＴｅｍｐＡｌｐｈａ（１〜８９度）から「停止可能領域」を演算する。この「停止可能領域」は、前述したようにステアリングを固定したまま、駐車エリアの中心付近かつ車体姿勢角を駐車エリアに平行に移動させることのできる領域を意味し、この領域は駐車エリア前の道幅や駐車エリアの大きさで異なる。
【０１１６】
次いで、車両１００の車体角をＴｅｍＶｅｈｉｃｌｅＡｎｇｌｅ（図２１、図２２参照）としたとき、車体位置（後輪軸中心座標）のＹ軸方向の最大値ＵｐｐｅｒＹｌｉｍを次式で求める。
【０１１７】
【数１９】
【０１１８】
次いで、［数１９］式で求めた車体角ＴｅｍＶｅｈｉｃｌｅＡｎｇｌｅにおいて、転回後退した時に駐車エリア２００の中心軸に移動可能な場合、移動可能な車体位置（Ｘ，Ｙ）から車体中心線とＹ軸との交点までの距離ＢａｃｋＳｐａｃｅの最小値を次式で求める。この最小値ＢａｃｋＳｐａｃｅｌｉｍは、最小回転半径Ｒ１で転回したときに得られる。
【０１１９】
【数２０】
【０１２０】
次いで、［数２０］式による最小回転半径Ｒ１で後退し、なおかつ車両１００の左後輪が駐車エリア２００の入口の左側角部に衝突しないような駐車エリア中心までの距離（後退余裕）ＵｎｄｅｒＳｐａｃｅの最大値ＵｎｄｅｒＳｐａｃｅｌｉｍを次式で求める（式中のＲ１は、［数２０］式で求められる最小回転半径を示す）。
【０１２１】
【数２１】
【０１２２】
次いで、後退余裕ＵｎｄｅｒＳｐａｃｅの最小値ＯｖｅｒＳｐａｃｅｌｉｍを次式で求める。
【０１２３】
【数２２】
【０１２４】
次いで、図２２に示すように停止可能領域を成す三角形の各頂点座標ＳｔｏｐＡｒｅａを求め、停止可能領域の中心座標ＳｔｏｐＡｒｅａＣｅｎｔｅｒ（Ｘ，Ｙ）を求める。
【０１２５】
以下、この停止可能領域の座標値を求める演算例を説明する。
【０１２６】
まず、停止可能領域の頂点座標ＳｔｏｐＡｒｅａのうち、座標値（Ｘ１，Ｙ１）、（Ｘ２，Ｙ２）は、次式を満たす。
【０１２７】
【数２３】
ここで、車両１００の車体角がＴｍｐＡｌｐｈａの場合、車体のＸ位置によって、Ｙ位置がとれる値は一義的に決まる。その関係式は最終的に以下のように表すことができる。
【０１２８】
そして、図２１（３）に示すように、以下の関係式が成立する。
【０１２９】
【数２４】
このとき、回転半径をＲとすると、このＲは次式で求まる。
【０１３０】
【数２５】
よって、上記［数２４］式は次式で表すことができる。
【０１３１】
【数２６】
【０１３２】
２次方程式とｙ＝ＵｐｐｅｒＹｌｉｍとの交点を（ＳｔｏｐＡｒｅａＸ３，ＳｔｏｐＡｒｅａＹ３）とし、上記［数２６］式にｙ＝ＵｐｐｅｒＹｌｉｍを代入して整理すると、次式で表すことができる（次式のＲは、上記［数２５］式による）。
【０１３３】
【数２７】
【０１３４】
この［数２７］式を解くことで、停止可能領域を成す三角形の頂点座標ＳｔｏｐＡｒｅａのうち、座標値Ｘ３が求められる。また、座標値Ｙ３は次式で表される。
【０１３５】
【数２８】
【０１３６】
従って、上記［数２３］〜［数２８］式により、停止可能領域の座標値が演算可能となる。
【０１３７】
以上により、理想経路演算装置４０では、例えば停止すべき駐車エリアおよび駐車エリア周辺で駐車のために使用できるスペースが既知である場合、自車両の大きさなどが既知である場合、自車両の絶対位置および姿勢角が絶対位置・姿勢角演算装置１により演算されている場合など、車両が駐車エリア周辺で停止した座標および姿勢角に基づいて駐車エリアへ障害物あるいは他車両に衝突することなく入庫するための経路を演算できる。
【０１３８】
そして、この理想経路演算装置４０で演算された切り返し座標や指示操舵角により、操舵・駆動制御装置５０では位置制御、速度制御、操舵角制御を行い、車両１００の自動操舵および駆動が可能となる。また障害物検知センサ６０により障害物が検出された場合には即座に車両を停止させることも可能となる。
【０１３９】
従って、この実施の形態によれば、停止すべき駐車エリアが既知である場合、自車両の絶対位置・姿勢角を演算し、入庫のための経路を演算することにより、自動車における自動駐車を実現できる。
【０１４０】
（第２の実施の形態）
図２３および図２４は、この発明の第１の実施の形態に係る駐車支援装置を説明するものである。なお、上記と実質的に同様の構成は、同一符号を付してその説明を省略又は簡略する。
【０１４１】
図２３に示す駐車支援装置は、上記構成のうち、操舵・駆動制御装置５０を省略し、その代わりに本発明のデータ利用手段の内のデータ提示手段を成す音声・画像提示装置８０を備えている。その他、上記と実質的に同様の記憶装置１０、目標停止位置指示装置２０、絶対位置・姿勢角演算装置３０、理想経路演算装置５０、および障害物検知センサ６０を含む。理想経路演算装置５０および障害物検知センサ６０の出力側に音声・画像提示装置８０が接続されている。障害物検知センサ６０は、例えば超音波センサーなどで構成され、車体近辺に物体（駐車場の壁を含む障害物等）が存在するか否かを検出し、その検出信号を音声・画像提示装置８０に送る。
【０１４２】
画像・音声提示装置８０は、例えばＰＣ等に搭載されるもので、運転者に画像、音声を通じて指示を行う。このうち、画像で指示する場合の表示例を図２４に示す。この画面には、例えば上記の切り返しの位置までの距離や指示操舵角等が表示可能となっている。
【０１４３】
このように運転者に指示すべき画像表示に必要なデータの一例として、例えば自車両の舵角（ハンドル角）、理想経路演算により求められる指示舵角、自車両の位置および姿勢角、理想経路演算により求められる指示位置および指示姿勢角、理想経路演算により求められる経路（直線または円弧線で描画できる線を意味する）、理想経路演算により求められる進行方向などがある。
【０１４４】
また、音声指示の場合の例としては、例えば目標停止位置付近に近づいたときに電子音の間隔を短くしたり、目標停止位置までの距離を「あと１メートルで停止地点です。」と音声で指示したりする。また、画面と連動して「ハンドルを右に切って下さい」などの指示も可能である。
【０１４５】
この構成により、上記と同様に理想経路演算装置４０にて停止するべき駐車エリアおよび駐車エリアの周辺で駐車のために使用できるスペースが既知である場合、自車両の絶対位置および姿勢角が絶対位置・姿勢角演算装置３０にて演算されている場合、自車両が駐車エリア周辺で停止した座標および姿勢角から駐車エリアへ障害物あるいは他車両に衝突することなく入庫するための経路および操舵角が演算されると、ここで演算された切り返し座標や指示操舵角の情報が画像・音声提示装置８０にて画像、音声を通じて運転者に指示可能となる。また、障害物検知センサ６０で障害物が検出された場合は、その旨が即座に画像又は音声で警告される。
【０１４６】
従って、この実施の形態によれば、停止すべき駐車エリアが既知である場合、自車両の絶対位置・姿勢角を演算し、入庫のための経路を演算し、経路に対して自動車を動作させるように運転者へ画像・音声で指示することで、自動車における駐車運転支援を実現できる。
【０１４７】
なお、この実施の形態では、人間が車両を運転するため、指示を与えたとしても、ヒューマンエラー等により、必ずしもその指示通りに動作するとは限らないが、上記の径路演算方法によれば、先に演算した経路から外れても再演算を行い駐車エリアの理想の位置へ到達させることが可能となる。
【０１４８】
（第３の実施の形態）
図２５は、この発明の第３の実施の形態に係る駐車支援装置を説明するものである。なお、上記と実質的に同様の構成は、同一符号を付してその説明を省略又は簡略する。
【０１４９】
図２５に示す駐車支援装置は、上記第１の実施の形態と同様の構成の加え、車両１００の外部に配置される駐車場管理部９０内に無線、携帯電話、ＰＨＳ、狭域通信（ＤＳＲＣ）等の通信手段を用いた送信装置９１を設け、車両１０側の目標停止位置指示装置２０に送信側と同じ通信手段を用いた受信装置９２を設けた構成となっている。
【０１５０】
この構成により、送信装置９１から受信装置９２に、料金などの駐車場規約、駐車場のどのエリアに入庫するべきかの駐車エリア指示やそこへ至るまでの誘導経路、停止すべき駐車エリアの大きさ、駐車エリア周辺で駐車のために使用できるスペースがどれくらいか、障害物の有無、他車両の有無の情報が通信可能となる。
【０１５１】
これにより、駐車エリアへの誘導経路情報や、駐車エリアの位置を車両側が得ることで、駐車場での誘導を車両側で行うことができ、駐車場における人員の低減を図ることができる。また、駐車場管理側から車両側に情報を非接触で送受信できるため、駐車場入り口での車両停滞の緩和が期待される。
【０１５２】
なお、上記の通信手段は、上記第２の実施の形態と同様の構成に加えて設けることも可能である。この場合の構成例を図２６に示す。
【０１５３】
また、図２７および図２８に示すように目標停止位置指示装置２０および音声・画像指示装置８０を既存のナビゲーションシステムやモバイルパソコンなどの情報提示媒体１に一体に搭載し、この媒体１を通して駐車場側の情報を車内の運転者が容易に且つ迅速に利用することもできる。
【０１５４】
さらに、上記の通信手段は駐車場管理側から車両側への一方向に通信するものであったが、この発明はこれに限定されるものではなく、例えば駐車場管理側と車両側との間で双方向に情報通信させることも可能である。この一例を図２９および図３０に示す。
【０１５５】
図２９および図３０に示す駐車支援装置においては、駐車場管理部９０に無線、携帯電話、ＰＨＳのいずれかの通信手段で構成される送受信装置９３を設け、車両１００側の目標停止位置９４に同様の通信手段で構成される送受信装置９４を設けた構成で、駐車場管理側から車両側に料金などの駐車場規約、駐車場のどのエリアに入庫するべきかの指示やそこへ至るまでの経路、停止するべき駐車エリアの大きさ、駐車エリア周辺で駐車のために使用できるスペースがどれくらいか、障害物の有無、他車両の有無等の情報に送信する一方、これとは逆に車両側から駐車場管理側に絶対位置・姿勢角演算装置３０が演算した自車両の位置、姿勢角、または入庫完了信号、出庫開始信号等の情報を送信する。
【０１５６】
この構成により、駐車エリアへの誘導経路情報や、駐車エリアの位置を車両側が得ることにより駐車場での誘導を車両側で行うことができ、これにより駐車場での人員を削減することができる。これらの情報を非接触で送受信できることで、駐車場入り口での車両の停滞が緩和される。
【０１５７】
また、車両がどこの場所に入庫したのかなどの位置や挙動を駐車管理側が知ることで、駐車場側に車両を検知するセンサを設けなくとも車両の存在有無を知ることができ、駐車場の管理を自動で行うことができる。
【０１５８】
なお、この第３の実施の形態およびその変形、応用例については、例えば図３１に示すように車両１００側に搭載される上述の各装置を互いに車内ネットワークで通信可能に接続された２台のＰＣ、すなわちナビゲーション用ＰＣ２と、位置姿勢同定および理想径路演算用ＰＣ３に一体に搭載して構成することも可能である。この場合、ナビゲーション用ＰＣ２には例えば目標停止位置指示装置２０や音声・停止位置指示装置８０等が、また位置姿勢同定および理想径路演算用ＰＣ３には例えば記憶装置１０、絶対位置姿勢角演算装置３０、理想径路演算装置４０等がそれぞれ搭載可能であるが、この発明はこれに限定されるものでないことは言うまでもない。
【０１５９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、車両の絶対位置および絶対姿勢角を得て駐車エリアへの理想経路および理想操舵角を演算し、これを駐車支援データとして利用する構成としたため、例えば理想経路および理想操舵角に基づいて目標位置およびステアリング指令等の情報を出力させることができ、これにより自動駐車あるいは初心者や運転に不慣れなものでも容易に駐車を行うことができる。
【０１６０】
また、車両および駐車管理システムとの双方向通信を行う構成によれば、駐車管理側が車両毎に個別のデータを取得できるだけでなく、車両側が駐車場の空きスペース又はその大きさやそこへ到達するまでの誘導経路などの駐車場の情報を得ることができる。これにより、例えば誘導経路に交差点の位置や進行方向等の情報を含めることもでき、車両の速度および位置に応じたガイダンスを運転者に対して行うことができる。また、自動走行による駐車も可能となる。さらに、自車両の位置姿勢を駐車管理側に一定のサンプル時間で送信することもでき、この場合には他の検出装置を用いることなく車両が最終的に停止した場所の情報を取得することができ、駐車場の管理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る駐車支援装置の全体構成を示す概略ブロック図。
【図２】車両の仕様・諸元を保持する記憶装置のデータ例を示す概要図。
【図３】駐車エリアとその周辺スペースを示す概念図。
【図４】駐車エリアとその周辺スペースを示す概念図。
【図５】目標停止位置指示装置で把握すべきデータ例を示す概念図。
【図６】駐車エリアへの経路を示す概念図。
【図７】絶対位置・姿勢角演算装置の全体構成例を示す車内概念図。
【図８】絶対位置・姿勢角演算装置の全体構成例を示す概略ブロック図。
【図９】速度モード判断部の処理例を示す概略フローチャート。
【図１０】初期状態の姿勢角の演算例を説明する概要図。
【図１１】理想径路演算装置の処理例を示す概略フローチャート。
【図１２】駐車エリアに到達できる場合を説明する概要図。
【図１３】円弧と直線を組み合わせて径路を演算する場合を説明する概要図。
【図１４】入庫中心線から外れている場合の微調整による径路を演算する場合を説明する概要図。
【図１５】駐車エリアにそのままでは入庫できない場合を説明する概要図。
【図１６】道路に対して駐車エリアが垂直な場合の停止可能領域を示す概要図。
【図１７】道路に対して駐車エリアが平行な場合の停止可能領域を示す概要図。
【図１８】停止可能領域までの経路の演算例を説明する概要図。
【図１９】ステアリング角と回転半径の定義例を示す概要図。
【図２０】ステアリング角と回転半径の他の定義例を示す概要図。
【図２１】理想径路演算で用いるデータ例を示す概要図。
【図２２】停止可能領域の演算で用いるデータ例を示す概要図。
【図２３】第２の実施の形態に係る駐車支援装置の全体構成を示す概略ブロック図。
【図２４】画像・音声提示装置の画面表示例を示す概要図。
【図２５】第２の実施の形態に係る駐車支援装置の全体構成を示す概略ブロック図。
【図２６】画像・音声提示装置を備えた構成に送受信装置を設けた場合の構成例を示す概略ブロック図。
【図２７】目標停止位置指示装置および音声・画像指示装置を備えたその他の構成例を示す概略ブロック図。
【図２８】目標停止位置指示装置および音声・画像指示装置を一体に搭載したＰＣ等の情報提示媒体の構成例を示す概略ブロック図。
【図２９】双方向の通信手段を設けた構成例を示す概略ブロック図。
【図３０】双方向の通信手段を設けたその他の構成例を示す概略ブロック図。
【図３１】２台のＰＣを搭載した車内の構成例を示す概要図。
【符号の説明】
１０ 自車両の仕様・諸元を保持する記録装置
２０ 目標停止位置指示装置
３０ 絶対位置・姿勢角演算装置
３１ センサ
３２ 絶対位置・姿勢角演算部
３３ ＧＰＳシステム
３３ａ ＧＰＳ信号受信機
３３ｂ
３３ｃ Ｄ−ＧＰＳ受信機
３４ 加速度センサ／ジャイロスコープ
３５ ＩＣネイルシステム
３５ａ ＩＣネイル
３５ｂ ＩＣネイル受信機
３６ 車速センサ
３７ ステアリングセンサ
３８ ギヤセンサ
４０ 理想経路演算装置
５０ 操舵・駆動制御装置
６０ 障害物検知センサ
７０ データ入力部
７１ オフセット演算部
７２ 速度モード判断部
７３ カルマンフィルタ
７４ データ出力部
８０ 音声・画像指示装置
９０ 駐車場管理部
９１ 送信装置（駐車場管理）
９２ 受信装置（車両）
９３ 送受信装置（駐車場管理）
９４ 送受信装置（車両）
１００ 車両（自動車）
１０１ 操舵装置
１０２ 駆動装置
２００ 駐車エリア
２０１ 駐車動作に使用できるスペース
２０２ 駐車エリアの柱
【発明の属する技術分野】
この発明は、駐車支援装置に係り、とくに理想経路および理想操舵角を演算し、これを用いて予め定められた駐車エリアに車両を移動させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車の駐車支援に関する技術およびその周辺技術としては、例えば以下のものが知られている。
【０００３】
（１）特開平１０−２６４８３９号公報では、自動駐車・理想経路を演算する方式が記載されている。この方式は、４ＷＳ方式の車両を対象とし、白線認識やレーザーによる障害物検知などの方法を用いて自車両の駐車位置に対する位置を相対的に求め、これにより駐車経路を演算するものである。この駐車経路の演算は車両の最小回転半径を考慮としたものである。ここで演算された目標駐車経路との位置誤差を検出することで、前輪と後輪の操舵制御が行われるようになっている。
【０００４】
（２）特開平４−３０３００号公報では、距離センサを用いて車両の駐車できるスペースを認識し、そこに到達するまでの経路を演算する方式が記載されている。
【０００５】
（３）特開平７−２２５８９９号公報では、誘導経路を車両に与える技術として大型のパーキングでの誘導方式が記載されている。この方式は、車両ごとにガイド情報を備えた案内表示用の機械を貸し出し、車両位置に応じたガイダンスを行うものである。
【０００６】
（４）特開平３−１２６２００号公報では、車両と駐車管理の通信に関する技術として、車両固有の識別信号を送信する送信機により車両の管理を行う方式が記載されている。
【０００７】
（５）特開平７−２５４１００号公報では、車両の存在有無を駐車管理システムが把握する技術として、駐車場のスペースに車両を検知する検出装置を設け、この検出装置により車両の有無情報を得る方式が記載されている。
【０００８】
（６）特開平９−２０４５９７号公報では、絶対位置を把握する技術として、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）およびジャイロスコープを用いた方式が記載されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来例（１）〜（６）では以下の問題がある。
【００１０】
従来例（１）の場合は、位置検出にＣＣＤカメラなどを使用するため、暗闇や荒天時あるいは積雪等では相対位置を認識することができない。また、最小回転半径のみを考慮しているため、運転者へ指示することを考えると、運転者の負担が大きくなると考えられる。さらに、操舵制御は、４ＷＳ方式の車両を対象としているため、通常の２ＷＳ方式の車両には適用できない。
【００１１】
従来例（２）の場合は、方式の具体性に欠け、実用化が困難である。
【００１２】
従来例（３）の場合は、駐車案内装置の受け渡しといった物理的な動作が必要である。
【００１３】
従来例（４）の場合は、車両側からの一方的な情報の送信のみを行っている。
【００１４】
従来例（５）の場合は、車両の存在有無を他の検出器に頼らざるを得ないときがある。
【００１５】
従来例（６）の場合は、ＧＰＳの信号とジャイロスコープとにより絶対位置のみが演算されているが、駐車を行うような精度の高い位置同定を行うことができない。また、駐車を行うにあたり車両の姿勢角を求める手段を講じていない。
【００１６】
この発明は、このような従来の問題を考慮になされたもので、周囲の環境に左右されず自車両の絶対位置および姿勢角を把握し、これにより駐車エリアに入庫させる車両運転者の負担を極力少なくすることを第１の目的とする。
【００１７】
この発明は、周囲の環境に左右されず車両の絶対位置および姿勢角を把握し、これにより自動駐車を行うことを第２の目的とする。
【００１８】
この発明は、駐車管理側と車両側との双方向通信を可能にし、それぞれの情報のやり取りを可能にすることを第３の目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を解決するために、この発明に係る駐車支援装置は、第１の側面として、車両の仕様・諸元に関するデータを保持するデータ保持手段と、車両の停止する位置・姿勢および周囲の状況に関するデータを把握するデータ把握手段と、車両の絶対位置および絶対姿勢角に関するデータを同定する位置姿勢同定手段と、これで同定された車両の絶対位置および絶対姿勢角に関するデータ等を用いて車両が停止すべき場所への理想経路および理想操舵角を演算するデータ演算手段と、少なくともここで演算されたデータを前記車両の駐車支援データとして利用するデータ利用手段とを備えている。
【００２０】
この構成によれば、目標停止位置、すなわち駐車すべきエリアのスペースの大きさや障害物などの情報と車両の位置姿勢の情報に基づいて目標停止位置までの理想経路および理想操舵角を演算し、これを駐車支援で利用することが可能である。
【００２１】
データ利用手段は、データ演算手段により演算された理想経路および理想操舵角に関するデータおよび位置同定手段により同定された車両の絶対位置および絶対姿勢角に関するデータに基づいて車両に搭載された操舵・駆動系を制御する手段を備えることが可能である。この構成によれば、目標停止位置、すなわち駐車すべきエリアのスペースの大きさや障害物などの情報と車両の位置姿勢の情報に基づいて目標停止位置までの理想経路および理想操舵角を演算し、この理想経路および理想操舵角に基づいて車両の位置制御、速度制御等を行うため、自動車の自動駐車が実現できる。
【００２２】
この場合、データ把握手段は、予め車両の停止する位置、姿勢および周囲の状況に関するデータを利用可能に入力する手段を備えることも可能であり、これにより車両が停止する位置、姿勢および周囲の状況を把握可能となる。例えば、自宅の駐車場や、あるいは固定の駐車エリアなどの停止位置が固定で周囲の壁や柱などが既知の場合には、このデータを予め入力しておけば、目標停止位置すなわち駐車すべきエリアのスペースの大きさや障害物などの情報を既知データとして利用できる。
【００２３】
データ利用手段は、データ演算手段により演算された理想経路および理想操舵角に関するデータおよび位置同定手段により同定された車両の絶対位置および絶対姿勢角に関するデータを運転者に指示する手段、例えば音声および画像の少なくとも一方で提示する手段を備えることが可能である。この構成によれば、目標停止位置すなわち駐車すべきエリアのスペースの大きさや障害物等の情報と、車両の位置姿勢とに基づいて目標停止位置までの理想経路および理想操舵角を演算し、この理想経路及び理想操舵角を含む情報を音声や画像などで運転者に指示することで運転に不慣れな者でも最小の動作で駐車エリアへ入庫できるように自動車の駐車支援が可能となる。
【００２４】
データ把握手段は、データ入力手段のほか、ここで入力されたデータを音声および画像の少なくとも一方で運転者に提示する手段を備えることも可能である。例えば、自宅の駐車場や、固定の駐車エリアなど停止位置が固定でその周囲の壁や柱等が既知である場合にそのデータを予め入力しておけば、目標停止位置すなわち駐車すべきエリアのスペースの大きさや障害物などを既知とし、その情報を運転者に画像や音声で提示を行う。
【００２５】
データ把握手段は、駐車場を管理する手段と、駐車場を管理する手段が、駐車場における車両の停止する位置・姿勢および周囲の状況のデータを送信する手段と、車両が停止する位置・姿勢および周囲の状況のデータを受信する手段とを備えることも可能である。この構成により、大規模な駐車場などで停止位置を駐車管理側から指定された場合、車両の目標停止位置や駐車すべきエリアのスペースの大きさや障害物などを車両側で認識可能となる。
【００２６】
データ把握手段は、駐車場を管理する手段と、駐車場を管理する手段が駐車場における車両の停止する位置・姿勢および周囲の状況のデータを送信する手段と、車両が停止する位置、姿勢および周囲の状況のデータを受信する手段と、車両が停止する位置、姿勢および周囲の状況のデータを運転者に指示するための音声、画像を提示する手段とを備えることも可能である。この構成により、大規模な駐車場や物流システムなどで停止位置を駐車管理側から指定された場合、車両の目標停止位置、駐車すべきエリアのスペースの大きさや、障害物などを車両側が非接触で知ることができ、運転者に情報を画像や音声で提示可能となる。
【００２７】
この発明に係る駐車支援装置は、第２の側面として、駐車場を管理するシステムと、この駐車場管理システムと車両とが双方向に通信を行えるデータ通信手段と、車両の仕様・諸元を保持する手段と、車両の停止する位置、姿勢および周囲の状況を把握する手段と、車両の絶対位置および絶対姿勢角を同定するデータ同定手段と、データ同定手段により同定された車両の絶対位置および絶対姿勢角を用いてデータ把握手段により把握された車両が停止すべき場所への理想経路および理想操舵角を演算するデータ演算手段と、このデータ演算手段により演算されたデータを駐車支援データとして利用するデータ手段手段とを備えている。
【００２８】
データ利用手段は、理想経路および理想操舵角および車両の絶対位置および絶対姿勢角に基づいて車両の操舵・駆動装置を制御し、これにより車両を自動走行させる手段を備えることも可能である。
【００２９】
データ利用手段は、車両の絶対位置および絶対姿勢角を運転者に提示するための音声・画像を提示する手段を備えることも可能である。
【００３０】
データ通信手段は、駐車管理システムが駐車場における車両の停止する位置、姿勢、車両の停止する位置までの誘導経路および周囲の状況に関するデータを送信する手段と、車両が停止する位置・姿勢および周囲の状況に関するデータを受信する手段と、車両が現在位置及び姿勢角、あるいは停止などの車両の挙動を駐車管理システムに送信する手段と、駐車管理システムが現在位置および姿勢角、あるいは車両の挙動を受信する手段とを備えることも可能である。このデータ通信手段によれば、駐車場管理システムから車両側に駐車エリアの場所、駐車エリアの大きさやその周囲に車が停車しているかどうか、または大規模な駐車場の場合にはその駐車エリアまでの誘導経路などの情報を送信する一方、車両側から駐車場管理システムに現在位置や姿勢角、駐車完了情報や出庫情報などの挙動に関する情報を送信する。
【００３１】
位置同定手段は、例えばＤ−ＧＰＳによる絶対位置信号を得る手段と、加速度センサ、ジャイロスコープから相対情報を得る手段と、絶対位置を記憶した非接触のＩＣネイルから情報を得る手段と、ホイールセンサから車速を得る手段と、ステアリング角情報を得る手段とを備えることも可能である。この位置同定手段によれば、Ｄ−ＧＰＳの位置信号を加速度センサ、ジャイロスコープで補正し、また姿勢角をジャイロスコープを用いて演算する一方、低速時はジャイロスコープだけではなく、車速センサ、ステアリング角情報を用いて位置および姿勢角を同定可能となる。また、ＧＰＳの信号が届かないような屋内の駐車場の場合は、絶対位置情報をもつＩＣネイルからの情報を用いて同定を行う。
【００３２】
データ演算手段は、入庫する駐車エリア近傍で自車両を停止させる手段と、停止可能領域を演算する手段と、停止可能領域に到達するまでの経路を演算する手段と、停止可能領域から駐車エリアへ到達するまでの経路を演算する手段と、停止可能領域まで到達できない場合の経路を演算する手段と、駐車エリア近傍で詳細かつ微小距離の経路を演算する手段とを備えることも可能である。
【００３３】
このデータ演算手段によれば、入庫すべき駐車エリア近傍で車両を停止させたのち、この車両の姿勢角がどのような角度であったとしても、角度に対応する停止可能領域を選択し、それに基づいて駐車エリアに入庫させるための経路を円弧経路および直線経路の複合で求めることができる。円弧経路の演算により、理想操舵角は一義的に求めることができる。
【００３４】
この発明では、上記構成のいずれかに車両の走行する経路における障害物を検知する手段をさらに備えることが可能である。
【００３５】
この発明の第１の側面では、車両の絶対位置および姿勢角を得ることで駐車エリアへの経路を演算し、これを駐車支援データとして利用するため、例えば自動駐車の場合はこれらのデータを用いて目標位置制御およびステアリング指令等の操舵・駆動制御を行う一方、手動駐車の場合はこれらのデータ運転者に認知可能に提示でき、これにより自動駐車あるいは初心者や運転に不慣れなものでも駐車を容易に行うことが可能となる。
【００３６】
この発明の第２の側面では、車両および駐車管理システムとの双方向通信を行うことで、駐車管理側が車両の個別データを取得できるだけでなく、車両側が駐車場の空きスペース又はその大きさや、そこへ到達するまでの誘導経路などの駐車場の情報を得ることができる。ここでの誘導経路には、交差点の位置および進行方向が含まれる。これにより、車両の速度および位置に応じたガイダンスを運転者に対して行うことができる。また、自動走行による駐車も可能となる。さらに、車両および駐車管理システムとの双方向通信を行うことで自車両の位置姿勢を駐車管理側に一定のサンプル時間で送信でき、これにより他の検出装置を用いることなく、車両が最終的に停止した場所の情報を取得でき、駐車場を効率よく管理できる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る駐車支援装置の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００３９】
（第１の実施の形態）
図１〜図２２は、この発明の第１の実施の形態に係る駐車支援装置を説明するものである。
【００４０】
図１に示す駐車支援装置は、車両１００を予め定められた駐車エリアに移動および駐車させる際にその駐車支援を行うもので、車両の仕様・諸元を保持する記憶装置１０、目標停止位置指示装置２０、および絶対位置・姿勢角演算装置３０と、これらの各装置１０、２０、３０に接続される理想経路演算装置４０と、この理想経路演算装置４０に接続される操舵・駆動制御装置５０と、この制御装置５０に接続される複数の障害物検知センサー６０…６０とを備えている。各装置１０〜５０の少なくとも一部は、例えば１台又は数台のラップトップ型、ノート型等のＰＣ（パーソナル・コンピュータ）あるいはＣＰＵ，ＤＳＰ等の演算チップを搭載した演算ボードに搭載され、或いは既存のナビゲーション・システム内に一体に組み込まれている。特に、数台のＰＣを用いる場合は、例えば車両内ネットワークを介して相互にデータ通信可能に構成することも可能である。
【００４１】
車両の仕様・諸元を保持する記憶装置１０は、本発明のデータ保持手段を成すもので、ＲＯＭ等のメモリ、磁気ディスク等の記憶媒体で構成され、車両の全長、全幅などのサイズや最小回転半径などの仕様・諸元に関するデータを保持し、このデータを理想経路演算装置４０に供給する。この記憶装置１０に保持されるデータの設定例を図２に示す。この図２において、車両の仕様・諸元に関するデータとして、車幅、軸間距離、前後のトレッドからのオーバーハング、回転半径とステアリング角の相関等の情報が設定されている。
【００４２】
目標停止位置指示装置２０は、本発明のデータ把握手段を成すもので、車両１００が停止すべき目標停止位置、姿勢および周囲の状況に関するデータを把握して保持し、このデータを理想経路演算装置４０に供給する。このうち、周囲の状況に関するデータとしては、図３および図４に示すように停止すべき駐車エリア２００の大きさやその駐車エリア２００周辺で駐車のために使用できるスペース２０１がどれくらいか、駐車場の柱２０２を含む既知の障害物が存在するか否か、他車両の有無等のデータが含まれる。このデータの設定例を図５に示す。この図５において、駐車場に関するデータとして、駐車すべきエリアの幅とその奥行きのサイズ、駐車場手前の道幅、駐車すべきエリアの四角の座標Ａ１〜Ａ４等が設定されている。
【００４３】
絶対位置・姿勢角演算装置３０は、本発明の位置同定手段を構成するもので、車両１００の「絶対位置］および「絶対姿勢角」に関するデータを同定し、このデータを理想経路演算装置４０に供給する。
【００４４】
この場合、「絶対位置」とは、例えば駐車エリアに対する相対位置ではなく、予め設定された原点を持つ座標値、例えば図５に示すように駐車場のある点を原点とする座標系やＧＰＳなどで用いられる地球座標系のものを意味する。また、「絶対姿勢角」とは、例えば上述で定義された絶対位置座標系の座標軸（ＸＹ軸）に対する角度（車体姿勢角）であり、例えばＸ軸を基準に左右（プラス・マイナス）１８０度（πラジアン）の角度で表わすことができる。この絶対位置座標系において、車両１００の基準位置は、この実施の形態では便宜上、後輪車軸の車幅方向の中心位置に設定されるが、この発明ではこれに限定されるものではなく、いずれの位置にあっても構わない。
【００４５】
理想経路演算装置４０は、本発明のデータ演算手段を構成するもので、記憶装置１０による保持データ（図２参照）、目標停止位置指示装置２０による目標停止位置等の保持データ（図３〜図５参照）、および絶対位置・姿勢角演算装置３０による車両の絶対位置・姿勢角の演算データに基づいて車両１００をその現在位置から駐車エリアに停止させるための理想経路および理想操舵角に関するデータを演算し、このデータを操舵・駆動制御装置５０に供給する。理想経路に関するデータは、例えば図６に示すように切り返し位置の座標、そこへ至るまでの指示操舵角、および回転半径等の情報を含む。
【００４６】
操舵・駆動制御装置５０は、本発明のデータ利用手段の内の制御手段を構成するもので、絶対位置・姿勢角演算装置３０によるデータ、理想経路演算装置４０による切り返し座標、指示操舵角等のデータに基づいて車両１００が理想経路に沿って理想操舵角で自動走行するように車両１００に搭載された操舵装置１０１および駆動装置１０２に対して位置、速度、および操舵角を制御し、これにより車両１００の自動操舵・駆動を行う。
【００４７】
障害物検知センサ６０は、例えば超音波センサ等で構成され、図１に示すように車両１００の車体前後の適宜位置に複数個設置され、これにより車両１００の車体近辺に駐車場の壁等を含む物体（障害物）が存在するか否かを検出し、その検出信号を操舵・駆動制御装置５０に送る。これにより、例えば障害物検知センサ６０で障害物が検出された場合、操舵・駆動制御装置５０にて即座に車両１００を停止させるようになっている。
【００４８】
ここで、絶対位置・姿勢角演算装置３０の構成及び動作例を図７〜図１０に基づいて説明する。
【００４９】
図７は、絶対位置・姿勢角演算装置３０の全体構成を説明するものである。この図７において、この絶対位置・姿勢角演算装置３０は、車両１００に搭載されるセンサ３１と、このセンサ３１からの計測信号に基づいて絶対位置および絶対姿勢角を演算する絶対位置・姿勢角演算部３２とを備えている。
【００５０】
センサ３１は、例えば図７に示すようにＧＰＳシステム３３、車体の加速度や角速度を得る加速度センサ／ジャイロスコープ３４、ＩＣネイル（ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ：無線電波識別）の機能を有する無線タグ等）システム３５、車体のタイヤ四輪に取り付けられた車速センサ（エンコーダ等）３６、ハンドルの回転角度を検出するステアリングセンサ３７、及びギヤからのドライブ信号やリバース信号を検出するギヤセンサ３８等で構成されている。
【００５１】
この内、ＧＰＳシステム３３は、ＧＰＳ衛星からの位置信号を受信する受信機３３ａと、Ｄ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）−ＧＰＳ基地局からのディファレンシャル信号、すなわちＤ−ＧＰＳ基地局の絶対位置座標とこの位置で受信された衛星からのＧＰＳ位置信号との間における位置誤差信号を受信する受信機３３ｂと、この両受信機３３ａ、３３ｂからの各信号を入力し、これによりＧＰＳ位置信号をディファレンシャル信号で補正して所定精度の絶対位置信号を得るＤ−ＧＰＳ受信機３３ｃとを備えている。
【００５２】
また、ＩＣネイルシステム３５は、地上の路面等に予め埋め込まれ、その埋め込み位置の絶対位置座標のデータを記憶するＩＣネイル３５ａと、このＩＣネイル３５ａのデータを車両１００側で無線アンテナを介して受信するＩＣネイル受信機３５ｂとを備え、車両１００がＩＣネイル３５ａの埋め込み位置を通過する際にＩＣネイル３５ａのデータをＩＣネイル受信機３５ｂで受信することで絶対位置座標のデータを得るようになっている。なお、このＩＣネイルシステム３５は、ＧＰＳによる位置情報がある程度得られる場合には省略可能である。
【００５３】
図８は、絶対位置・姿勢角演算部３２の構成例を説明するものである。この図８において、絶対位置・姿勢角演算部３２は、例えばＰＣ等に一体に搭載されるもので、センサ３１を成す各装置３３〜３８にて計測された位置（緯度、経度）、速度（緯度方向、経度方向）、姿勢角（車体角度）に関する複数の計測信号を例えばタイムシェアリング処理にて一定のサンプリングタイムで取り込むＲＳ２３２Ｃ等のインターフェースを有する複数のデータ入力部７０…７０と、この出力側にオフセット演算部７１、速度モード判断部７２、カルマンフィルタ７３、およびデータ出力部７４とを備えている。
【００５４】
この構成により、絶対位置・姿勢角演算部３２では、絶対位置情報に関してはＧＰＳシステム３３および／又はＩＣネイルシステム３５からの位置データ（緯度：Ｌａｔｉｔｕｄｅ、経度：Ｌｏｎｇｉｔｕｄｅ、高さ：Ｈｅｉｇｈｔ）を用いてカルマンフィルタ７３で推定演算する一方、姿勢角情報に関しては「初期状態」ではＧＰＳシステム３３からの位置データを用いて進行方向から車両の絶対姿勢角を演算し、その後の「通常状態」ではジャイロスコープ３４からの角速度データ（ヨー方向の角速度ω）を用いて車体角度を演算し、ここで得られた絶対位置（緯度、経度）および姿勢角（絶対姿勢角、車体角度）の情報をデータ出力部７４を介して理想経路演算装置４０に出力する。
【００５５】
なお、絶対位置情報は、ここではＧＰＳ信号に対応する位置座標又はその他変換可能な座標情報を意味し、通常、Ｄ−ＧＰＳ受信機３３ｃを用いたＧＰＳシステム３３から得るが、ＧＰＳ信号の補正が必要な場合や屋内等のＧＰＳ信号の届かない場所の場合にはＩＣネイルシステム３５を使用することも可能である。
【００５６】
上述した絶対位置・姿勢角演算部３２のうち、速度モード判断部７２は、車速センサ３６からの車速（Ｓｐｅｅｄ）、ステアリングセンサ３７からのハンドル回転角度（ＨａｎｄｌｅＡｎｇｌｅ）、ギヤセンサ３８からのギヤ・ドライブ信号およびリバース信号に基づいて車両の速度モード及びその遷移状態を判断し、その結果をカルマンフィルタ７３に指示する。例えば、低速時にはすべりなどの誤差がないと見なし、車速センサ３６からの車速値を用いて速度モードの切り替えを実行する一方、ステアリングセンサ３７からのハンドル回転角度によりハンドル角固定の状態が保持されているか否かの判断を行う。
【００５７】
この速度モード判断部７２の処理例を図９に基づいて説明する。ここで、判断すべき速度モードとしては、「停止モード（ＳＴＯＰ）」、「前進モード（ＦＯＲＷＡＲＤ＿ＩＮＩＴ）」、「後退モード（ＢＡＣＫＷＡＲＤ＿ＩＮＩＴ）」、「移動モード（ＭＯＶＥ）」、「車体姿勢角更新モード（ＵＰＤＡＴＥ＿ＡＮＧＬＥ）」が予め設定されている。
【００５８】
まず、システム起動に際し、速度モード判断部７２は、ステップＳＴ１にて「停止モードおよび車体動作？」の条件が成立しているか否かを判断し、ＹＥＳ（条件成立）の場合にステップＳＴ２に移行し、ＮＯ（条件不成立）の場合にステップＳＴ３に移行し、それぞれで各処理を実行する。すなわち、ステップＳ２にて「前進？」か否かを判断し、ＹＥＳ（前進である）の場合はステップＳＴ４にて「前進モード」、ＮＯ（前進でない）の場合は「後退モード」、また上述のステップＳＴ３にて「停止モード」と判定し、その結果をカルマンフィルタ７３に指示する。
【００５９】
これにより、「停止モード」と判断された場合、車両１００が動いていない状態であるため、オフセット演算部７１にてジャイロスコープ３４における角速度のオフセット演算が行われる一方、Ｄ−ＧＰＳ信号の誤差がカルマンフィルタ７３に除去される。
【００６０】
また、「前進モード」又は「後退モード」と判断された場合、車両１００の走り始めの状態（初期状態）では、車両１００の姿勢角（どちらの方向に走っているか）は、ＧＰＳの位置信号を用いてカルマンフィルタ７３にて演算される。
【００６１】
この初期状態での姿勢角θは、図１０に示すように車両１００がＰ０（Ｘ０、Ｙ０）からＰ１（Ｘ１、Ｙ１）に移動したとすると、絶対位置座標軸（Ｘ軸）に対して、次の演算式で求められる。
【００６２】
【数１】
次いで、上述のステップＳＴ３〜ＳＴ５の処理後にステップＳＴ６に移行し、ここで「前進モードおよび前進？」の条件が成立しているか否かを判断し、ＹＥＳ（条件成立）の場合はステップＳＴ７にて「前進モード」と判定してステップＳＴ８に移行し、ＮＯ（条件不成立）の場合はそのままステップＳＴ８に移行する。そして、ステップＳＴ８にて「前進モードおよびその状態保持の一定時間経過？」の条件が成立しているか否かを判断し、ＹＥＳ（条件成立）の場合はステップＳＴ９にて「移動モード」と判定してステップＳＴ１０に移行し、ＮＯ（条件不成立）の場合はそのままステップＳＴ１０に移行する。
【００６４】
このように「前進モード」あるいは「後退モード」の状態がある一定時間継続した場合、方向が確定したと判断し、すなわち「移動モード」と判定し、その後の車両の姿勢角θｉは、ジャイロスコープ３４からのヨー方向の角速度ωおよびその検出刻み時間ｄｔを用いて、次の演算式で求められる。
【００６５】
【数２】
そして、ステップＳＴ１０にて「移動モード、その状態保持の一定時間経過？、およびハンドル固定？」の条件が成立しているか否かを判断し、ＹＥＳ（条件成立）の場合はステップＳＴ１１にて「車体姿勢角更新モード」と判定してステップＳＴ１２に移行し、ＮＯ（条件不成立）の場合はそのままステップＳＴ１２に移行する。
【００６７】
このように「移動モード」の状態から、ある程度の速度でハンドル角固定の状態が継続された場合、「姿勢角更新モード」と判定され、車体姿勢角が更新される。この場合の更新式は、上述の［数１］式と同様である。
【００６８】
そして、ステップＳＴ１２にて「移動モードおよびその状態保持の一定時間経過？、又はハンドル固定？」の条件が成立しているか否かを判断し、ＹＥＳおよびＮＯのいずれの場合、例えば速度が低くなったり、ハンドル角が変化した場合、ステップＳＴ１３にて「移動モード」と判定される。
【００６９】
ここで、上述のように速度モードの判断結果を受けたときのカルマンフィルタ７３の動作例を説明する。
【００７０】
まず、カルマンフィルタ７３の推定状態量として、「緯度（ｄＰｏｓＮｏｒｔｈ）」、「緯度方向の速度（ｄＶｅｌＮｏｒｔｈ）」、「経度（ｄＰｏｓＥａｓｔ）」、「経度方向の（ｄＶｅｌＥａｓｔ）」、「車速（ｄＶｅｌｏｃｉｔｙ）」、「車体角度（ｄＶｅｈｉｃｌｅＡｎｇｌｅ）」、「角速度（ｄＯｍｅｇａＺ）」を用い、以下の状態方程式を構築する。
【００７１】
【数３】
また、次式により状態量が推定される。
【００７３】
【数４】
カルマンゲインＫ［ｋ］は、通常、次式により更新される。
【００７５】
【数５】
ただし、この動作例では、センサ３１および速度モードの各入力値により、センサ３１からの計測値の使用不使用を決定するマトリクスＳ［ｋ］を使用し、次式のようにカルマンゲインＫ［ｋ］を更新する。
【００７７】
【数６】
【００７８】
【数７】
これらの状態量は、上述の速度モード、すなわち「停止モード」、「前進モード」、「後退モード」、「移動モード」、および「車体姿勢角更新モード」によって、例えば以下のように用いる。
【００８０】
（１）「停止モード」の場合は、システム起動時に速度のないとき、角度を演算できないため、次式のＺ［ｋ］で示すように角度の入力を０とする。
【００８１】
【数８】
（２）「前進モード」の場合は、進んだ方向が車体の姿勢角となるため、以下の演算により角度をカルマンフィルタ７３の入力とする。
【００８３】
【数９】
【００８４】
【数１０】
【００８５】
【数１１】
【００８６】
【数１２】
（４）「移動モード」の場合は、様々な方向に車体が向いている可能性のあるモードであるため、カルマンフィルタ７３の入力として姿勢角を０とし、このモードの間は主に角速度（ｄＯｍｅｇａＺ）で角度の補正を行う。
【００８８】
【数１３】
（５）「車体姿勢角更新モード」の場合は、進んだ方向が車体の姿勢角となるため、以下の演算により角度をフィルタの入力とする。
【００９０】
【数１４】
【００９１】
【数１５】
次に、理想経路演算装置４０の処理例を図１１〜図２０に基づいて説明する。
【００９３】
図１１は、理想経路演算装置４０の処理例を示すフォローチャートであり、図１２〜図２０はその径路演算の具体例を説明する概要図である。なお、以下の説明では、円弧動作の演算が便利等の理由により、便宜上、車両１００の後輪車軸中心を車体座標と仮定するものとする。
【００９４】
まず、理想経路演算装置４０による演算処理の開始に際し、図１１に示すステップＳＴ２１にて絶対位置・姿勢角演算装置３０からの入庫すべき駐車エリア近傍で停止した時の車体座標および車体姿勢角のデータを用いて現在の停止位置から駐車エリアで規定される入庫完了中心位置に到達できるか否かを判断する。
【００９５】
この判断でＹＥＳ（駐車エリアに到達できる）の場合、ステップＳＴ２２に移行し、これにより現在位置から駐車エリアまでの経路及び操舵角を演算し、これにより理想径路・操舵角演算処理を終了する。このように駐車エリアに到達できる場合の一例を図１２〜図１４に示す。
【００９６】
例えば、図１２に示すように駐車エリア２００の手前側道路２０１内で後退動作で微調整により駐車エリア２００に到達可能な位置に車両１００がある場合、前述のステップＳＴ２１でＹＥＳと判断され、ステップＳＴ２２にて理想径路および操舵角が演算される。
【００９７】
この場合、例えば図１３に示すように円弧と直線を組み合わせて径路および操舵角が演算可能となる。このように円弧と直線を組み合わせて経路を演算する方法は、例えば図１４に示すように車両１００が入庫完了中心線から外れている場合でも適用できる。いずれの場合でも、微調整により車両１００を駐車エリア２００に対して垂直、平行、適切な左右の隙間の条件で入庫可能である。
【００９８】
一方、上述のステップＳＴ２１の判断でＮＯ（駐車エリアに到達できない）の場合、ステップＳＴ２３に移行し、この処理で目標停止位置・指示装置２０からの入庫すべき駐車エリアの大きさ・形等のデータや、記憶装置１０からの自車両の大きさおよび車両の通行する通路の大きさ等のデータを用いて「停止可能領域」を演算する。この「停止可能領域」は、ステアリングを固定したまま、駐車エリアの中心付近かつ車体姿勢角を駐車エリアに平行に移動可能な領域を意味し、駐車エリア前の道幅や駐車エリアの大きさで異なる。このように駐車エリアに到達できず、停止可能領域を演算する場合の一例を図１５〜図１７に示す。
【００９９】
例えば、図１５に示す駐車エリア２００の入庫中心線（Ｙ軸）に直交する手前側道路２０１内に車両１００が停止した場合、一回の動作では入庫できないため、ステップＳＴ２１にてＮＯと判断され、ステップＳＴ２３にて停止可能領域が演算される。
【０１００】
この場合、例えば図１６に示すように車両１００の通行する通路２０１に対して駐車エリア２００が垂直に位置する場合、停止可能領域は、通路２０１の反対側の壁に衝突せずに又は駐車エリア２００の入り口コーナー部分に衝突せずに車両１００をハンドル固定で入庫完了中心線に移動可能な範囲の条件を満たすように演算される。この場合の駐車エリア２００に対する車両１００の車体角度、即ち目標車体姿勢角は、例えば１度ごとに演算可能である。この停止可能領域の演算は、例えば図１７に示すように車両１００の通路２０１に対して駐車エリア２００が平行に位置する場合も適用できる。
【０１０１】
そして、ステップＳＴ２４にて現在停止位置での車体座標および車体姿勢角から到達可能な「停止可能領域」があるか否かを判断し、この判断でＹＥＳ（停止可能領域あり）の場合は、ステップＳＴ２５にて適切な停止可能領域を選択し、ステップＳＴ２７にてその選択された適切な停止可能領域までの経路及び操舵角を演算する。この演算例を図１８、図１９に基づいて説明する。
【０１０２】
図１８は、車両１００が現在停止している位置から停止可能領域の１つに到達するまでの経路を説明するものである。この場合、前述の図１４と同様に円弧＋直線の組み合わせ、或いは円弧のみで経路演算が可能となる。ここで、円弧動作はハンドル固定時の車両の動作であるため、円弧の回転半径は、ハンドル角指令や自動駐車の場合はステアリング角指令などに変換される。この一例を図１９および図２０に示す。
【０１０３】
例えば、図１９に示すように後輪車軸中心を通る側で回転半径Ｒを規定すると、車両１００のホイールベースＷｈｅｅｌｂａｓｅとステアリング角αの関係は、次式で表すことができる。
【０１０４】
【数１６】
また、図２０に示すように前輪車軸中心を通る側で回転半径Ｒを定義すれば、次式となる。
【０１０６】
【数１７】
また、ステアリング角αとハンドル角τの関係は車両固有の定数Ｋを用いて次式のように変換可能である。
【０１０８】
【数１８】
このようにして、車両１００がどの位置で停止しても駐車エリア２００の理想の位置へ到達するための経路を演算することができる。なお、回転半径の設定は、演算の容易性等を考慮して定義する。
【０１１０】
上述のステップＳＴ２７の処理で停止可能領域までの径路演算が終了すると、ステップＳＴ２８にてその停止可能領域から駐車エリアまでの経路および操舵角を演算し、これにより理想経路・操舵角演算処理を終了する。
【０１１１】
一方、上述のステップＳＴ２４の判断でＮＯ（停止可能領域なし）の場合は、ステップＳＴ２６にて最小回転半径で駐車エリア内の入庫できるような目標座標を演算し、ステップＳＴ２７にて目標座標に到達できる場合にその経路および操舵角を演算し、ステップＳＴ２８にてその目標座標から駐車エリアまでの経路および操舵角を演算し、これにより理想経路・操舵角演算処理を終了する。
【０１１２】
ここで、上述の理想経路演算における停止可能領域の演算例を図２１および図２２に基づいて説明する。
【０１１３】
ここでの理想経路演算では、記憶装置１０からの駐車場に関するデータとして、前述の図２に示すように駐車するべきエリアの幅および奥行きのサイズ、駐車場のまえの道幅、駐車するべきエリアの４角の座標等を、また目標停止位置指示装置２０からの車両に関するデータとして、前述の図５に示すように車幅、軸間距離、前後のトレッドからのオーバーハング、回転半径とステアリング角の相関データ等を使用する。
【０１１４】
図２１（ａ）〜（ｃ）および図２２は、停止可能領域の演算で使用するデータ（変数）例を示す。以下の演算では、ここで定義される変数を用いることにする。
【０１１５】
まず、駐車エリア２００の中心線に対する車体角度ＴｅｍｐＡｌｐｈａ（１〜８９度）から「停止可能領域」を演算する。この「停止可能領域」は、前述したようにステアリングを固定したまま、駐車エリアの中心付近かつ車体姿勢角を駐車エリアに平行に移動させることのできる領域を意味し、この領域は駐車エリア前の道幅や駐車エリアの大きさで異なる。
【０１１６】
次いで、車両１００の車体角をＴｅｍＶｅｈｉｃｌｅＡｎｇｌｅ（図２１、図２２参照）としたとき、車体位置（後輪軸中心座標）のＹ軸方向の最大値ＵｐｐｅｒＹｌｉｍを次式で求める。
【０１１７】
【数１９】
次いで、［数１９］式で求めた車体角ＴｅｍＶｅｈｉｃｌｅＡｎｇｌｅにおいて、転回後退した時に駐車エリア２００の中心軸に移動可能な場合、移動可能な車体位置（Ｘ，Ｙ）から車体中心線とＹ軸との交点までの距離ＢａｃｋＳｐａｃｅの最小値を次式で求める。この最小値ＢａｃｋＳｐａｃｅｌｉｍは、最小回転半径Ｒ１で転回したときに得られる。
【０１１９】
【数２０】
次いで、［数２０］式による最小回転半径Ｒ１で後退し、なおかつ車両１００の左後輪が駐車エリア２００の入口の左側角部に衝突しないような駐車エリア中心までの距離（後退余裕）ＵｎｄｅｒＳｐａｃｅの最大値ＵｎｄｅｒＳｐａｃｅｌｉｍを次式で求める（式中のＲ１は、［数２０］式で求められる最小回転半径を示す）。
【０１２１】
【数２１】
次いで、後退余裕ＵｎｄｅｒＳｐａｃｅの最小値ＯｖｅｒＳｐａｃｅｌｉｍを次式で求める。
【０１２３】
【数２２】
次いで、図２２に示すように停止可能領域を成す三角形の各頂点座標ＳｔｏｐＡｒｅａを求め、停止可能領域の中心座標ＳｔｏｐＡｒｅａＣｅｎｔｅｒ（Ｘ，Ｙ）を求める。
【０１２５】
以下、この停止可能領域の座標値を求める演算例を説明する。
【０１２６】
まず、停止可能領域の頂点座標ＳｔｏｐＡｒｅａのうち、座標値（Ｘ１，Ｙ１）、（Ｘ２，Ｙ２）は、次式を満たす。
【０１２７】
【数２３】
【０１２８】
そして、図２１（３）に示すように、以下の関係式が成立する。
【０１２９】
【数２４】
【０１３０】
【数２５】
【０１３１】
【数２６】
２次方程式とｙ＝ＵｐｐｅｒＹｌｉｍとの交点を（ＳｔｏｐＡｒｅａＸ３，ＳｔｏｐＡｒｅａＹ３）とし、上記［数２６］式にｙ＝ＵｐｐｅｒＹｌｉｍを代入して整理すると、次式で表すことができる（次式のＲは、上記［数２５］式による）。
【０１３３】
【数２７】
この［数２７］式を解くことで、停止可能領域を成す三角形の頂点座標ＳｔｏｐＡｒｅａのうち、座標値Ｘ３が求められる。また、座標値Ｙ３は次式で表される。
【０１３５】
【数２８】
従って、上記［数２３］〜［数２８］式により、停止可能領域の座標値が演算可能となる。
【０１３７】
以上により、理想経路演算装置４０では、例えば停止すべき駐車エリアおよび駐車エリア周辺で駐車のために使用できるスペースが既知である場合、自車両の大きさなどが既知である場合、自車両の絶対位置および姿勢角が絶対位置・姿勢角演算装置１により演算されている場合など、車両が駐車エリア周辺で停止した座標および姿勢角に基づいて駐車エリアへ障害物あるいは他車両に衝突することなく入庫するための経路を演算できる。
【０１３８】
そして、この理想経路演算装置４０で演算された切り返し座標や指示操舵角により、操舵・駆動制御装置５０では位置制御、速度制御、操舵角制御を行い、車両１００の自動操舵および駆動が可能となる。また障害物検知センサ６０により障害物が検出された場合には即座に車両を停止させることも可能となる。
【０１３９】
従って、この実施の形態によれば、停止すべき駐車エリアが既知である場合、自車両の絶対位置・姿勢角を演算し、入庫のための経路を演算することにより、自動車における自動駐車を実現できる。
【０１４０】
（第２の実施の形態）
図２３および図２４は、この発明の第１の実施の形態に係る駐車支援装置を説明するものである。なお、上記と実質的に同様の構成は、同一符号を付してその説明を省略又は簡略する。
【０１４１】
図２３に示す駐車支援装置は、上記構成のうち、操舵・駆動制御装置５０を省略し、その代わりに本発明のデータ利用手段の内のデータ提示手段を成す音声・画像提示装置８０を備えている。その他、上記と実質的に同様の記憶装置１０、目標停止位置指示装置２０、絶対位置・姿勢角演算装置３０、理想経路演算装置５０、および障害物検知センサ６０を含む。理想経路演算装置５０および障害物検知センサ６０の出力側に音声・画像提示装置８０が接続されている。障害物検知センサ６０は、例えば超音波センサーなどで構成され、車体近辺に物体（駐車場の壁を含む障害物等）が存在するか否かを検出し、その検出信号を音声・画像提示装置８０に送る。
【０１４２】
画像・音声提示装置８０は、例えばＰＣ等に搭載されるもので、運転者に画像、音声を通じて指示を行う。このうち、画像で指示する場合の表示例を図２４に示す。この画面には、例えば上記の切り返しの位置までの距離や指示操舵角等が表示可能となっている。
【０１４３】
このように運転者に指示すべき画像表示に必要なデータの一例として、例えば自車両の舵角（ハンドル角）、理想経路演算により求められる指示舵角、自車両の位置および姿勢角、理想経路演算により求められる指示位置および指示姿勢角、理想経路演算により求められる経路（直線または円弧線で描画できる線を意味する）、理想経路演算により求められる進行方向などがある。
【０１４４】
また、音声指示の場合の例としては、例えば目標停止位置付近に近づいたときに電子音の間隔を短くしたり、目標停止位置までの距離を「あと１メートルで停止地点です。」と音声で指示したりする。また、画面と連動して「ハンドルを右に切って下さい」などの指示も可能である。
【０１４５】
この構成により、上記と同様に理想経路演算装置４０にて停止するべき駐車エリアおよび駐車エリアの周辺で駐車のために使用できるスペースが既知である場合、自車両の絶対位置および姿勢角が絶対位置・姿勢角演算装置３０にて演算されている場合、自車両が駐車エリア周辺で停止した座標および姿勢角から駐車エリアへ障害物あるいは他車両に衝突することなく入庫するための経路および操舵角が演算されると、ここで演算された切り返し座標や指示操舵角の情報が画像・音声提示装置８０にて画像、音声を通じて運転者に指示可能となる。また、障害物検知センサ６０で障害物が検出された場合は、その旨が即座に画像又は音声で警告される。
【０１４６】
従って、この実施の形態によれば、停止すべき駐車エリアが既知である場合、自車両の絶対位置・姿勢角を演算し、入庫のための経路を演算し、経路に対して自動車を動作させるように運転者へ画像・音声で指示することで、自動車における駐車運転支援を実現できる。
【０１４７】
なお、この実施の形態では、人間が車両を運転するため、指示を与えたとしても、ヒューマンエラー等により、必ずしもその指示通りに動作するとは限らないが、上記の径路演算方法によれば、先に演算した経路から外れても再演算を行い駐車エリアの理想の位置へ到達させることが可能となる。
【０１４８】
（第３の実施の形態）
図２５は、この発明の第３の実施の形態に係る駐車支援装置を説明するものである。なお、上記と実質的に同様の構成は、同一符号を付してその説明を省略又は簡略する。
【０１４９】
図２５に示す駐車支援装置は、上記第１の実施の形態と同様の構成の加え、車両１００の外部に配置される駐車場管理部９０内に無線、携帯電話、ＰＨＳ、狭域通信（ＤＳＲＣ）等の通信手段を用いた送信装置９１を設け、車両１０側の目標停止位置指示装置２０に送信側と同じ通信手段を用いた受信装置９２を設けた構成となっている。
【０１５０】
この構成により、送信装置９１から受信装置９２に、料金などの駐車場規約、駐車場のどのエリアに入庫するべきかの駐車エリア指示やそこへ至るまでの誘導経路、停止すべき駐車エリアの大きさ、駐車エリア周辺で駐車のために使用できるスペースがどれくらいか、障害物の有無、他車両の有無の情報が通信可能となる。
【０１５１】
これにより、駐車エリアへの誘導経路情報や、駐車エリアの位置を車両側が得ることで、駐車場での誘導を車両側で行うことができ、駐車場における人員の低減を図ることができる。また、駐車場管理側から車両側に情報を非接触で送受信できるため、駐車場入り口での車両停滞の緩和が期待される。
【０１５２】
なお、上記の通信手段は、上記第２の実施の形態と同様の構成に加えて設けることも可能である。この場合の構成例を図２６に示す。
【０１５３】
また、図２７および図２８に示すように目標停止位置指示装置２０および音声・画像指示装置８０を既存のナビゲーションシステムやモバイルパソコンなどの情報提示媒体１に一体に搭載し、この媒体１を通して駐車場側の情報を車内の運転者が容易に且つ迅速に利用することもできる。
【０１５４】
さらに、上記の通信手段は駐車場管理側から車両側への一方向に通信するものであったが、この発明はこれに限定されるものではなく、例えば駐車場管理側と車両側との間で双方向に情報通信させることも可能である。この一例を図２９および図３０に示す。
【０１５５】
図２９および図３０に示す駐車支援装置においては、駐車場管理部９０に無線、携帯電話、ＰＨＳのいずれかの通信手段で構成される送受信装置９３を設け、車両１００側の目標停止位置９４に同様の通信手段で構成される送受信装置９４を設けた構成で、駐車場管理側から車両側に料金などの駐車場規約、駐車場のどのエリアに入庫するべきかの指示やそこへ至るまでの経路、停止するべき駐車エリアの大きさ、駐車エリア周辺で駐車のために使用できるスペースがどれくらいか、障害物の有無、他車両の有無等の情報に送信する一方、これとは逆に車両側から駐車場管理側に絶対位置・姿勢角演算装置３０が演算した自車両の位置、姿勢角、または入庫完了信号、出庫開始信号等の情報を送信する。
【０１５６】
この構成により、駐車エリアへの誘導経路情報や、駐車エリアの位置を車両側が得ることにより駐車場での誘導を車両側で行うことができ、これにより駐車場での人員を削減することができる。これらの情報を非接触で送受信できることで、駐車場入り口での車両の停滞が緩和される。
【０１５７】
また、車両がどこの場所に入庫したのかなどの位置や挙動を駐車管理側が知ることで、駐車場側に車両を検知するセンサを設けなくとも車両の存在有無を知ることができ、駐車場の管理を自動で行うことができる。
【０１５８】
なお、この第３の実施の形態およびその変形、応用例については、例えば図３１に示すように車両１００側に搭載される上述の各装置を互いに車内ネットワークで通信可能に接続された２台のＰＣ、すなわちナビゲーション用ＰＣ２と、位置姿勢同定および理想径路演算用ＰＣ３に一体に搭載して構成することも可能である。この場合、ナビゲーション用ＰＣ２には例えば目標停止位置指示装置２０や音声・停止位置指示装置８０等が、また位置姿勢同定および理想径路演算用ＰＣ３には例えば記憶装置１０、絶対位置姿勢角演算装置３０、理想径路演算装置４０等がそれぞれ搭載可能であるが、この発明はこれに限定されるものでないことは言うまでもない。
【０１５９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、車両の絶対位置および絶対姿勢角を得て駐車エリアへの理想経路および理想操舵角を演算し、これを駐車支援データとして利用する構成としたため、例えば理想経路および理想操舵角に基づいて目標位置およびステアリング指令等の情報を出力させることができ、これにより自動駐車あるいは初心者や運転に不慣れなものでも容易に駐車を行うことができる。
【０１６０】
また、車両および駐車管理システムとの双方向通信を行う構成によれば、駐車管理側が車両毎に個別のデータを取得できるだけでなく、車両側が駐車場の空きスペース又はその大きさやそこへ到達するまでの誘導経路などの駐車場の情報を得ることができる。これにより、例えば誘導経路に交差点の位置や進行方向等の情報を含めることもでき、車両の速度および位置に応じたガイダンスを運転者に対して行うことができる。また、自動走行による駐車も可能となる。さらに、自車両の位置姿勢を駐車管理側に一定のサンプル時間で送信することもでき、この場合には他の検出装置を用いることなく車両が最終的に停止した場所の情報を取得することができ、駐車場の管理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る駐車支援装置の全体構成を示す概略ブロック図。
【図２】車両の仕様・諸元を保持する記憶装置のデータ例を示す概要図。
【図３】駐車エリアとその周辺スペースを示す概念図。
【図４】駐車エリアとその周辺スペースを示す概念図。
【図５】目標停止位置指示装置で把握すべきデータ例を示す概念図。
【図６】駐車エリアへの経路を示す概念図。
【図７】絶対位置・姿勢角演算装置の全体構成例を示す車内概念図。
【図８】絶対位置・姿勢角演算装置の全体構成例を示す概略ブロック図。
【図９】速度モード判断部の処理例を示す概略フローチャート。
【図１０】初期状態の姿勢角の演算例を説明する概要図。
【図１１】理想径路演算装置の処理例を示す概略フローチャート。
【図１２】駐車エリアに到達できる場合を説明する概要図。
【図１３】円弧と直線を組み合わせて径路を演算する場合を説明する概要図。
【図１４】入庫中心線から外れている場合の微調整による径路を演算する場合を説明する概要図。
【図１５】駐車エリアにそのままでは入庫できない場合を説明する概要図。
【図１６】道路に対して駐車エリアが垂直な場合の停止可能領域を示す概要図。
【図１７】道路に対して駐車エリアが平行な場合の停止可能領域を示す概要図。
【図１８】停止可能領域までの経路の演算例を説明する概要図。
【図１９】ステアリング角と回転半径の定義例を示す概要図。
【図２０】ステアリング角と回転半径の他の定義例を示す概要図。
【図２１】理想径路演算で用いるデータ例を示す概要図。
【図２２】停止可能領域の演算で用いるデータ例を示す概要図。
【図２３】第２の実施の形態に係る駐車支援装置の全体構成を示す概略ブロック図。
【図２４】画像・音声提示装置の画面表示例を示す概要図。
【図２５】第２の実施の形態に係る駐車支援装置の全体構成を示す概略ブロック図。
【図２６】画像・音声提示装置を備えた構成に送受信装置を設けた場合の構成例を示す概略ブロック図。
【図２７】目標停止位置指示装置および音声・画像指示装置を備えたその他の構成例を示す概略ブロック図。
【図２８】目標停止位置指示装置および音声・画像指示装置を一体に搭載したＰＣ等の情報提示媒体の構成例を示す概略ブロック図。
【図２９】双方向の通信手段を設けた構成例を示す概略ブロック図。
【図３０】双方向の通信手段を設けたその他の構成例を示す概略ブロック図。
【図３１】２台のＰＣを搭載した車内の構成例を示す概要図。
【符号の説明】
１０ 自車両の仕様・諸元を保持する記録装置
２０ 目標停止位置指示装置
３０ 絶対位置・姿勢角演算装置
３１ センサ
３２ 絶対位置・姿勢角演算部
３３ ＧＰＳシステム
３３ａ ＧＰＳ信号受信機
３３ｂ
３３ｃ Ｄ−ＧＰＳ受信機
３４ 加速度センサ／ジャイロスコープ
３５ ＩＣネイルシステム
３５ａ ＩＣネイル
３５ｂ ＩＣネイル受信機
３６ 車速センサ
３７ ステアリングセンサ
３８ ギヤセンサ
４０ 理想経路演算装置
５０ 操舵・駆動制御装置
６０ 障害物検知センサ
７０ データ入力部
７１ オフセット演算部
７２ 速度モード判断部
７３ カルマンフィルタ
７４ データ出力部
８０ 音声・画像指示装置
９０ 駐車場管理部
９１ 送信装置（駐車場管理）
９２ 受信装置（車両）
９３ 送受信装置（駐車場管理）
９４ 送受信装置（車両）
１００ 車両（自動車）
１０１ 操舵装置
１０２ 駆動装置
２００ 駐車エリア
２０１ 駐車動作に使用できるスペース
２０２ 駐車エリアの柱
Claims (8)
- 駐車対象の車両を予め定められた駐車エリアに移動させる駐車支援装置であって、前記車両の仕様および諸元に関するデータを保持するデータ保持手段と、前記車両が停止する位置、姿勢および周囲の状況に関するデータを把握するデータ把握手段と、前記車両の絶対位置および絶対姿勢角に関するデータを同定する位置同定手段と、前記データ保持手段により保持されたデータ、前記データ把握手段により把握されたデータ、および前記位置同定手段により同定されたデータに基づいて前記車両の前記駐車エリアに至る理想経路および理想操舵角に関するデータを演算するデータ演算手段と、前記データ演算手段により演算されたデータを前記車両の駐車支援データとして利用するデータ利用手段とを備え、
前記データ利用手段は、前記位置同定手段により同定されたデータおよび前記データ演算手段により演算されたデータに基づいて前記車両を前記理想経路および理想操舵角の条件で自動走行させるように前記車両に搭載された操舵系および駆動系を制御する制御手段を備え、
前記データ把握手段は、前記駐車エリアを有する駐車場に関するデータを管理するデータ管理手段と、このデータ管理手段により管理されたデータの内の少なくとも前記車両の停止する位置、姿勢および周囲の状況に関するデータを前記車両に送信するデータ送信手段とを備えたことを特徴とする駐車支援装置。 - 駐車対象の車両を予め定められた駐車エリアに移動させる駐車支援装置であって、前記車両の仕様および諸元に関するデータを保持するデータ保持手段と、前記車両が停止する位置、姿勢および周囲の状況に関するデータを把握するデータ把握手段と、前記車両の絶対位置および絶対姿勢角に関するデータを同定する位置同定手段と、前記データ保持手段により保持されたデータ、前記データ把握手段により把握されたデータ、および前記位置同定手段により同定されたデータに基づいて前記車両の前記駐車エリアに至る理想経路および理想操舵角に関するデータを演算するデータ演算手段と、前記データ演算手段により演算されたデータを前記車両の駐車支援データとして利用するデータ利用手段とを備え、
前記データ利用手段は、前記位置同定手段により同定されたデータおよび前記データ演算手段により演算されたデータの内の少なくとも理想経路および理想操舵角に関する情報を前記車両の運転者に認知可能に提示するデータ提示手段とを備え、
前記データ把握手段は、前記駐車エリアを有する駐車場に関するデータを管理するデータ管理手段と、このデータ管理手段により管理されたデータの内の少なくとも前記車両の停止する位置、姿勢および周囲の状況に関するデータを前記車両に送信するデータ送信手段と、このデータ送信手段により送信されたデータを前記車両で把握可能に受信するデータ受信手段と、このデータ受信手段により受信されたデータを前記車両の運転者に認知可能に提示する手段と、を備えたことを特徴とする駐車支援装置。 - 駐車対象の車両を予め定められた駐車場の駐車エリアに移動させる駐車支援装置であって、前記駐車場に関するデータを管理する駐車場管理システムと、前記駐車場管理システムと前記車両との間で双方向にデータ通信するデータ通信手段と、前記車両の仕様および諸元に関するデータを保持するデータ保持手段と、前記車両の絶対位置および絶対姿勢角に関するデータを同定する位置同定手段と、前記データ通信手段によりデータ通信されるデータの内の前記車両が停止する位置、姿勢および周囲の状況に関するデータ、前記データ保持手段により保持されたデータ、および前記位置同定手段により同定されたデータに基づいて前記車両の前記駐車エリアに至る理想経路および理想操舵角に関するデータを演算するデータ演算手段と、前記データ演算手段により演算されたデータを前記車両の駐車支援データとして利用するデータ利用手段と、を備えたことを特徴とする駐車支援装置。
- 請求項３記載の発明において、前記データ利用手段は、前記位置同定手段により同定されたデータおよび前記データ演算手段により演算されたデータに基づいて前記車両を前記理想経路および理想操舵角の条件で自動走行させるように前記車両に搭載された操舵系および駆動系を制御する制御手段を備えたことを特徴とする駐車支援装置。
- 請求項３記載の発明において、前記データ利用手段は、前記位置同定手段により同定されたデータおよび前記データ演算手段により演算されたデータを前記車両の運転者に認知可能な理想経路および理想操舵角に関する情報として提示するデータ提示手段を備えたことを特徴とする駐車支援装置。
- 請求項３記載の発明において、前記データ通信手段は、前記駐車場内の車両の停止する位置、姿勢、前記車両の停止する位置までの誘導経路および周囲の状況に関するデータを前記駐車場管理システムから前記車両に通信する手段と、前記車両の現在位置および姿勢角に関するデータを前記車両から前記駐車管理システムに通信する手段と、を備えたことを特徴とする駐車支援装置。
- 駐車対象の車両を予め定められた駐車エリアに移動させる駐車支援装置であって、前記車両の仕様および諸元に関するデータを保持するデータ保持手段と、前記車両が停止する位置、姿勢および周囲の状況に関するデータを把握するデータ把握手段と、前記車両の絶対位置および絶対姿勢角に関するデータを同定する位置同定手段と、前記データ保持手段により保持されたデータ、前記データ把握手段により把握されたデータ、および前記位置同定手段により同定されたデータに基づいて前記車両の前記駐車エリアに至る理想経路および理想操舵角に関するデータを演算するデータ演算手段と、前記データ演算手段により演算されたデータを前記車両の駐車支援データとして利用するデータ利用手段とを備え、
前記位置同定手段は、ディファレンシャル−ＧＰＳ受信機、ジャイロスコープ、車速センサ、およびステアリングセンサを有するセンサ手段と、このセンサ手段により計測された信号に基づいて、オフセット演算とフィルタ演算とにより車両の絶対位置および絶対姿勢角を推定演算する演算手段と、を備えたことを特徴とする駐車支援装置。 - 駐車対象の車両を予め定められた駐車エリアに移動させる駐車支援装置であって、前記車両の仕様および諸元に関するデータを保持するデータ保持手段と、前記車両が停止する位置、姿勢および周囲の状況に関するデータを把握するデータ把握手段と、前記車両の絶対位置および絶対姿勢角に関するデータを同定する位置同定手段と、前記データ保持手段により保持されたデータ、前記データ把握手段により把握されたデータ、および前記位置同定手段により同定されたデータに基づいて前記車両の前記駐車エリアに至る理想経路および理想操舵角に関するデータを演算するデータ演算手段と、前記データ演算手段により演算されたデータを前記車両の駐車支援データとして利用するデータ利用手段とを備え、
前記データ演算手段は、前記車両が駐車のために一旦停止した場所から、最終的に駐車エリアの中心線にステアリング固定で移動が可能となる停止可能領域に関するデータを演算する停止可能領域演算手段と、この停止可能領域演算手段により演算されたデータに応じて前記車両の駐車エリアまでの理想経路および理想操舵角に関するデータを演算する径路演算手段と、を備えたことを特徴とする駐車支援装置。
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